一、项目名称发现致癌性卤代芳烃自由基产生新机制
氟代、氯代芳烃氢化脱卤反应的研究进展
氟代、氯代芳烃氢化脱卤反应的研究进展王帅印;李旭锋;边启龙;鲁哲宏;王延鹏;徐浩;房晓敏【摘要】芳基氟化物和氯化物结构稳定、种类繁多、价格相对溴化物和碘化物更为廉价,应用较为广泛.目前该类化合物的应用已经造成了严重的环境问题.研究发现将碳卤键转化为碳氢键能够增强该类物质的可降解性.所以氟代、氯代芳香化合物氢化脱卤反应对环境保护具有重要的意义.本文主要讲述了芳基氟化物和氯化物的氢化还原反应,简述了氟代、氯代芳香化合物氢化脱卤反应研究的现状,强调了不同形式的金属和非金属催化剂对氟代和氯代芳香化合物的脱卤素作用.同时也描述了一些新的脱卤素方法,如:电催化脱卤素和光催化脱卤素方法.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2018(029)005【总页数】7页(P544-550)【关键词】脱卤素;金属催化剂;光催化;电催化【作者】王帅印;李旭锋;边启龙;鲁哲宏;王延鹏;徐浩;房晓敏【作者单位】河南大学化学化工学院,河南开封 475004;浙江万盛股份有限公司,浙江临海 317099;河南大学化学化工学院,河南开封 475004;河南大学化学化工学院,河南开封 475004;河南大学化学化工学院,河南开封 475004;河南大学化学化工学院,河南开封 475004;河南大学化学化工学院,河南开封 475004【正文语种】中文【中图分类】O621.1芳香族卤化物通常被称为持久性有机污染物. 需要特别关注的化合物包括滴滴涕、六氯苯、二噁英等[1]. 事实上，所有上述的化合物都被列入了2001年《斯德哥尔摩公约》所提出的12种最危险持久性有机污染物的名单中. 显然，对这些有毒的持久性有机污染物的处理可以有效地保护环境. 而将这些芳香卤化物脱卤素是一类有效的方法[2].芳基卤化物的氢化脱卤反应广泛用于合成有机族群，因为它们促进了一系列有价值的产物的构建. 本领域的标准方法利用金属催化剂，如Pd[3],Rh[4], Zr, Nb, Fe, Ru[5], Ti和Ni[6]催化剂. 这类催化剂拥有很强的加氢脱卤作用，甚至最强的碳氟键也可以成功转化为碳氢键. 然而这种催化剂存在某些固有的限制，例如高成本以及苛刻的反应条件. 为了克服这种方法的缺点，部分学者致力于更改催化剂的结构. 如合成新的双金属复合型催化剂用以提高催化效率，也有人尝试将金属催化剂负载于纳米颗粒等物质上. 这种思路可以有效地提高催化剂的脱卤素效率，有的催化剂甚至可以多次回收利用. 然而这种方法依然摆脱不了金属催化剂的固有缺点，面对这类困难学者尝试寻找新的试验方法. 如寻找或合成能够氢化脱卤的有机化合物，如甲酸铵、硼氢化钠等物质. 但是不同的有机化合物也会存在储存、有毒、不稳定等常见问题. 此时出现了一些新的效果显著的催化方法，如电催化氢化脱卤、光催化氢化脱卤等. 相比而言这类新方法具有经济、环保、可操作性高、高效等突出优点，因此具有较高的发展前景.卤代芳烃中溴代芳烃和碘代芳烃的碳卤键键能较小，而氯代芳烃和氟代芳烃键能较大；而且溴代芳烃和碘代芳烃容易制备较为便宜，而氯代芳烃和氟代芳烃一般价格较高，经过有效的处理后有很好的应用价值；并且目前已报道的有毒的卤代芳烃大多为氯代芳烃，如六六六、二噁英等. 因此文章主要综述了氟代芳烃和氯代芳烃的氢化脱卤的一些方法.1 氟代芳香化合物的氢化脱氟反应碳卤素键对碳氢键的转化在有机合成中有着非常重要的地位. 例如卤化物在有机合成中通常作为保护基团或者引导基团出现，但是在卤化物完成它们的作用后就需要除去[7]. 因此高效、直接的氢化脱卤反应就显得举足轻重. 关于芳基和烷基卤化物的氢化反应已经有很多报道. 在这方面金属催化剂表现出了优异的性能. 例如，在温和的反应条件下，与氢源(如硼氢化物、氢化钠)相结合的各种均质和非均质镍催化剂已经证明了对卤化物有效的氢化脱卤作用. 特别是由杂环碳化合物(NHCs)或磷酸盐修饰的镍配合物已被证明能催化这种转化[8]. 通过过渡金属配合物活化C-F键是化学界一项巨大的挑战，因为C-F键是在有机分子中发现惰性较强的化学键之一[9]. 研究认为氢氟酸是脱氟作用最好的一种物质，然而由于氢氟酸具有强腐蚀性等缺点需要研发出其他有效的催化剂[10]. 于是科研工作者关注并开发出许多高效过渡金属催化剂. 到目前为止,有很多Rh, Zr, Nb, Fe, Ru, Ti和Ni催化剂的例子[11]，在这些过渡金属催化剂中含镍的催化剂活性相对较高[12-14].1.1 金属催化剂在氢化脱氟反应中的应用1.1.1 双金属催化剂的氢化脱氟作用2013年WEIDAUER等[15]研究了异丙基锌和金属镍对烷基卤化物的氢化脱氟作用. 研究通过复杂的前催化剂与简单的镍对单取代氟芳烃进行氢化脱氟作用，产率最高可达到49%.图1 在t-BuMgCl存在的条件下进行镍催化氢化脱氟Fig.1 Nickel-catalyzed dehydrofluorination with t-BuMgClXIAO等[16]研究了5% NiCl2(PCy3)2与三丁基氢化铝氢化物对氟芳烃的脱氟作用. 该研究以四氢呋喃做溶剂在低温条件下进行回流，但是该反应的缺点是反应必须以氩气作为保护气，在完全干燥的条件下进行. 该反应高效且实用，能够对多种氟取代基的芳烃起到很好的作用产率最高可达95%.图2 在LiAl(O-t-Bu)3H存在下用5% NiCl2(PCy3)2催化氢化氟代芳烃和α, α, α-三氟甲苯Fig.2 Hydrodefluorination of fluoroarenes and α, α, α-trifluorotoluenes with 5% NiCl2(PCy3)2in the presence of LiAl(O-t-Bu)3H 2013年SABATER等[17]研究了以钌-钯的协同作用对碳氟键的氢化反应. 文章报道了一种新型的基于三唑二烯配体的双金属钌钯复合物. 该物质在很温和的条件下仍然在芳香族脱氟反应和脂肪族脱氟反应中保持很高的活性. 这两种金属都可以促进反应进程. 钯促进了C-F键的活化，而钌中心通过异丙醇/钠-丁醇的转移加氢来减少基质. 这类复合催化剂拥有很好的适用性，对氟苯及其衍生物的催化作用最高可达100%.图3 钌-钯协同催化剂的氢化脱氟Fig.3 Catalytic dehydrofluorination of phenyl halides using catalystSUCEVEANU等[18]以铝镍合金作为催化剂在碱性条件下成功的将氟苯、氯苯、溴苯、碘苯等卤代芳烃转化为苯. 上述反应一锅法即可完成，不需要分步进行，大大节省了反应时间.图4 以镍合金为原料，在水碱液中还原芳基卤化物Fig.4 Reductions of the aryl halides with Ni-Al alloy in aqueous alkali medium1.1.2 镍离子和镍络合物协同催化的氢化脱氟反应ZHAO等[19]研究了NiCl2和NiCl2(PCy3)2对三氟甲苯及其衍生物的脱氟作用. 文中以一种简单有效的方法对同一分子上的两种氟原子进行氢化脱氟. 研究发现反应在LiEt3BH存在于溶剂时可以大大提高产率，最高可达100%. 研究中也尝试以CoCl2 做催化剂，但其催化效果只对个别底物有明显的效果，不具有普遍性.图5 a,a,a-三氟甲苯的氢化脱氟反应Fig.5 Dehydrofluorination of a,a,a-trifluorotoluenesMATEUSZ等[20]合成了一种新的钌络合物作为新的脱卤素催化剂. 这种催化剂在三乙基硅烷的存在下能够在室温下将碳氟键转化为碳氢键. 进而他们又顺利地合成了这种钌络合物的异构体，这种异构体具有很好的选择性. 但是这种催化体系催化周期长达一周.图6 钌络合物催化C6F6Fig.6 Ruthenium NHC/Phosphine Complex Catalyzed HDF of C6F6CHEN等[21]偶然间发现钯复合物能够选择性地将氟芳烃的碳氟键转化为碳氢键.1.2 电催化在氢化脱氟中的应用与上述工作不同的是WU等[22]使用了电催化对氟芳烃进行脱氟处理. 以铂作为电极在无隔膜电解槽中进行处理，添加当量级的硼氢化钠，在室温条件下反应3 h. 反应条件相对温和，产率相对较高可以达到98%. 该反应对单取代氟芳烃的脱卤素作用优于双取代氟芳烃，但双取代氟芳烃的产率也可以达到87%.图7 氟芳烃化合物在芳烃中的电化学氢化脱氟反应Fig.7 Electrochemical dehydrofluorination of fluoroaromatic compounds硼氢化钠可以高效的促进单氟芳香族化合物在通电条件下脱氟，反应在空气条件下进行具有较高的选择性和较高的产量. 电解条件温和且简单，对环境也十分友好，是氟芳香烃脱氟的良好选择.1.3 金属催化剂在烯烃中的氢化脱氟作用在脱卤素领域中大部分以芳烃卤化物和杂环卤化物为主要研究对象，烷烃卤化物和烯烃卤化物少见报道. HU等[23]以噻吩-2-甲酸铜做催化剂成功地将二氟烯上的碳氟键转化为碳氢键. 该反应条件温和只需要40 ℃即可反应. 但是体系复杂需要很多物质辅助反应的进行.图8 二氟烯烃的氢化脱氟反应Fig.8 Hydrodefluorination of difluoroolefins 1.4 光催化在氢化脱氟中的应用MOHAMMAD等[24]报道了以铱络合物作为催化剂在光照条件下对吡啶及其衍生物进行脱卤素处理. 文章的研究通过改变催化剂的结构或者通过改变试验条件来提高其选择性，而MOHAMMAD等发现可以通过改变吡啶上的官能团将不同位置上的碳氟键氢化.图9 光照条件下选择性氢化脱氟Fig.9 Selective dehydrofluorination under light conditions2 氯代芳香化合物的氢化脱氯反应在环境中氯化物的积累是一种很严重的危害. 而卤素作为一类官能团往往作为引导基团出现，在这之后卤素是需要除去的. 因此芳香族化合物C-Cl键的氢化反应无论是从环境保护还是有机合成的角度都是一类很重要的反应. 这类氢化反应通常是由过渡金属主导的，主要是Ru、Rh、Ni、Pd、Pt等. 其中Ni的催化效果相对优于其他过渡金属. 它们通常以配合物的形式作为催化剂出现[25-26]，但也与其他常见金属以合金的形式出现. 在过渡金属催化作为主流的前提下也有人报道了光催化以及电催化等比较新颖的催化技术[27-29]. 这类催化技术相较于过渡金属催化反应条件更加温和，反应速度更快. 但其缺点在于其适用性相对过渡金属催化较低.2.1 复合型金属催化剂在氢化脱氯中的应用NGUYEN等合成了一种Cu2O/Pd的立方体复合材料最为催化剂[30]. 将钯纳米颗粒沉积在氧化铜立方体上即可制得目标催化剂，催化剂将光的能量转化为化学能量，用于可持续的催化反应. 反应可以有效的将联苯的氯化物进行脱卤素处理. 这类催化剂以光作为能源，在目前的全球能源状况下这类催化剂的出现使得快速获取可持续能源成为可能. 催化剂可以重复利用，并且容易制造且可以有效地控制催化剂的尺寸、形状等物理结构. 但是其缺点在于这类催化剂的使用范围较窄. 虽然光催化很有吸引力，但传统上它仅限于氧化还原化学反应. 因此，基于光的方法对非光反应性催化反应的应用仍然非常罕见. 解决这一限制的一种方法是利用多个催化领域制造多组分光催化体系结构. 对于这种方法，半导体材料优势明显，因为它们的光诱导电荷转移特性，在半导体界面上快速传输电荷是提高能量转换效率的关键.图10 钯负载催化剂的氢化脱氯反应Fig.10 Hydrodechlorination of palladium supported catalystsSABEROV等[31]制备了一种新型的带芳香取代基的钯卤代化合物的立体屏蔽碳纳米管. 当复合物作为氯苯、二氯苯和六氯苯的加氢脱氯催化剂时，具有很高催化效率. 优化后的方法比目前已知的过渡金属碳化合物更有效. 最活跃的催化剂是氯化钯和碘化物的单碳化合物，两者都具有芳香取代基. 反应在强碱存在的条件下80 ℃即可进行，反应具有很好的选择性，产率最高可达98%.图11 钯高效催化氢化氯苯Fig.11 Efficient Catalytic Hydrogenation of ChlorobenzeneKATAYAMA等[32]于2016年研究了在Rh/C催化剂的作用下，金属钙对六氯代和六溴苯的氢化反应. 反应在室温下以乙醇为溶剂即可进行. 多氯联苯类化合物由于其卓越的热稳定性而广泛应用于粘合剂、浇筑剂、增塑剂、油漆添加剂，以及电气中的阻燃剂和绝缘体等领域. 然而随后这类物质引发了大量的中毒事件，于20世纪70年代被禁止生产和使用. 目前世界上仍然存在严重的PCB问题，因此多氯联苯类物质的绿色化处理具有重要的意义.2.2 饱和盐溶液用于提高氢化脱氯反应的效率XUE等[33]于2016年报道了以饱和醋酸钠为溶液的新催化体系. 醋酸钠溶液可以将钯碳催化剂的在氯苯的氢化脱氯反应中的催化效率提高至100%. 醋酸钠价格便宜，对环境也很友好，还可以大大提高催化剂的催化效率. 醋酸钠不仅能提高钯碳催化剂在氯苯氢化反应的催化效率，对氟苯、溴苯及其衍生物也有相同的效果. 以上所述优势使得钠盐体系具有很高的潜在价值.2.3 环保、经济型氢化脱氯技术2.3.1 光催化氢化脱氯技术可见光催化技术已发展成为有机化学中一种强有力的合成方法. 除了活性金属配合物外，罗丹明等有机染料也被使用，因为它们具有很强的还原能力，能使光诱导的电子转移到芳基溴，甚至是电子回收基团的芳基氯. 然而，氯苯、氯甲苯和氯茴香醚等具有较高还原电位的芳基氯离子，已超出了目前可见光光催化的范围. 此外，一些镧系碘化物的强度足以降低芳基氯的含量，但需要化学计量的量.MEYER等[34]在2017年报道了一种在光照条件下具有强还原性的催化剂. 因为金属离子对光致电子转移具有有利的影响所以将这类金属离子耦合的电子转移与连续的光诱导电子转移相结合，使存在二异丙基乙胺作为电子供体的情况下，氯代苯与蓝光的单电子还原. 金属离子的存在扩展了光催化的底物作用范围，使其具有极大的还原电位.图12 Lnl2和光催化剂对芳基氯化物的脱卤素作用Fig.12 Reaction of aryl chlorides by Lnl2(cat) with photoredox catalysis2.3.2 磁性、纳米钯催化剂氢化脱氯技术PÉLISSON等[35]于2015年报道了具有磁性的钯纳米复合催化剂. 这是一种新型高效的清洁催化剂技术，它可以使用诸如水或非水的环境安全型溶剂. 这一新兴催化剂能够催化氯代芳香性化合物的氢化反应，产率可以高达98%. 催化剂的磁性和催化剂的高催化效率使得产物与催化剂的分离变得简单，也使得其回收变得简单. 由于制作简单，回收的催化剂只需要经过简单的修复就可以再次投入使用.图13 在正己烷或水中使用Pd0@g-Fe2O3纳米催化剂进行卤代烷的脱卤Fig.13 Dehalogenation of halogenoarenes with Pd0@g-Fe2O3 nanocatalyst in n-hexane or water这种磁力驱动的分离方法可以被认为是一种清洁、廉价和高度可伸缩的技术，避免了过滤步骤. 裸磁性纳米颗粒(NPs)在一些催化过程中被成功地用作催化剂，也可以用无机支架保护. 在钯纳米物种的例子中，有许多文献报道了它们在磁性表面上的固定化，这是由外部的有机试剂修饰的. 然而磁性表面的功能化仍然很耗费时间，需要使用有机试剂. 最近有报道称，在不使用外部修饰剂的情况下，直接将纳米物质固定在氧化铁未修饰的表面上. 文章报道的磁性氧化铁支架上的钯NPs的直接形成，采用了浸渍法和不使用表面修饰剂. 这种方法简单直接而有效，有很好的应用前景.2.3.3 长链烷基钯络合物催化的氢化脱氯反应RUHLING等[36]于2017年报道了长烷基链NHC钯配合物可用于氯苯及其衍生物的氢化脱氯反应. 长链NHC钯配合物可溶于亲脂溶剂，如庚烷. 这些复合物使芳基氯的胺化和氢化反应在庚烷的广泛的底物中具有中等到良好的产量. 在过去二十年中，氮杂环碳化合物(NHCs)已成为同质催化领域的主要配体之一. 因此，开发新型的特制的NHCs是非常可取的，可以使新的转化或将已有的反应引入新的反应介质. 在对这些钯复合物的研究中，人们观察到它们在亲脂溶剂中的高溶解度，如正庚烷，这促使在合成相关的长链NHC钯复合物的同时在催化中应用它们. 烷烃溶剂的使用具有相当的吸引力，因为它们在LCA(生命周期分析)和EHS环境、健康和安全分析中具有很高的地位. 而且由于烷烃价格便宜，又有高热量使得它能够通过焚烧的方法进行处理，因此拥有很高的工业利用价值.图14 长烷基链NHC钯配合物在亲油介质中对芳烃的氢化作用Fig.14 Long alkyl chain NHC palladium complexes for the hydrodehalogenation of aryl chlorides in lipophilic media2.3.4 树脂负载钯纳米颗粒脱卤素SHABBIR等[37]于2016年研究了钯纳米粒子负载于树脂上作为催化剂用于催化氯化芳烃和多氯联苯的氢化脱氯反应. 这种形式的催化剂使得回收变得简单，而且催化剂的损失可忽略不计. 研究重点关注使用树脂支撑的钯催化剂对氯化芳烃以及多氯联苯的加氢脱氯作用. 文章不再使用氢气作为氢的来源，而是把甲酸铵作为新的氢的来源. 考虑到氢气在使用过程中的种种不便，甲酸铵的优势显得无与伦比. 图15 一氯、二氯和多氯芳烃的氢化脱氯Fig.15 Hydrodechlorination of mono-, di- and polychlorinated arenesZHONG等[38]于2016年研究了三种聚合物均能有效地负载钯纳米粒子，这种形式的催化剂能有效提高氢化脱氯性能.3 结语钯碳和金属镍催化加氢是公认的氢化脱卤方法，但是这类方法不可避免地用到氢气和压力反应器. 而且由于碳氟键和碳氯键等键能较高，这类金属催化剂很难对其进行催化. 人们尝试对催化剂进行改进，于是出现了金属络合物、金属纳米颗粒、金属负载物等催化剂. 这些改进很好地提高了催化剂的催化效率. 也有人提出对催化体系进行改进，饱和盐溶液用于提高氢化脱氯效率是一个较成功的案例. 光催化氢化脱卤和电催化氢化脱卤是较新的一类技术，目前已经取得了一定的进展. 由于其在环保、能源、安全等方面的巨大优势使得人们竞相投入对这类技术的研究. 这类技术也必将取得巨大的成果.参考文献：【相关文献】[1] ALONSO F, BELETSKAYA I P, YUS M. 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基因毒性杂质作用原理-中文版
遗传毒性致癌物发生致癌和致突变的作用，第一步一般认为都是和DNA发生反应。
从机理上理解基因毒性杂质的作用原理，不用死记硬背，就能轻松记住所有的基因毒性杂质。
根据Miller的理论：致癌物要么是亲电试剂，要么可以代谢成亲电试剂。
然后和DNA的亲核基团发生反应。
DNA的亲核活性基团主要有：•碱基上的氮•碱基上的氧•磷酸酯骨架先来看一下DNA的结构双螺旋的DNA主要含有四个碱基，分别是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶以及磷酸酯的串联骨架。
这些嘧啶和嘌呤上面的氮氧都富有电子，如果遇见一些缺电子的试剂，很容易发生取代等反应。
事实上，DNA的反应种类除了只反应某一处位点外，还会有一些比较复杂的反应类型：•可以看到有的碱基上不仅含有一个亲核位点，如果一个致癌物有两处亲电位点，反应一处后，还会和碱基的另外一个位点反应，生成一些小环。
•双亲电基团的另外一个基团也有可能和两个不同的碱基链接，甚至可以和两个螺旋上的不同碱基链接。
•也会有可能另外一个基团和蛋白质反应，造成DNA-蛋白质的链接。
DNA的反应活性除了亲核性之外，主要受空间结构的影响。
Guanine中的N7位置位于DNA双螺旋的大沟槽处，空间较大，容易和亲电试剂接触，反应活性显然要比Adenine中处于小沟槽中的N3（红色数字）要高。
当然根据结构也能预知，Adenine的N1和Cytosine的N3（绿色数字）位置处于狭窄的分子空间内，又有氢键相连，所以基本上没有反应活性。
DNA反应并不都是反应在氧和氮上，比如粉红色的C8位置也能发生反应，不过该反应也是先和相邻的N7反应然后重排到C8。
纯粹的理论说明略显枯燥，下面会详细介绍每一类含有警示结构的致癌物。
酰化试剂酰基卤化物酰基卤化物由于卤原子电负性较大，吸引电子，导致羰基碳非常缺电子，一旦和DNA接触，会和腺嘌呤的羰基氧发生酯化反应。
二甲氨基甲酰氯和二乙氨基甲酰氯被IARC归为致癌物2A类。
异氰酸酯是具有多种商业应用的高活性化合物。
第六章 卤代芳烃
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第三节 定义： 定义： 卤代芳烃 芳烃分子中的一个或几个氢原子被卤原子取代后的化合物称为 卤代芳烃。
卤代芳烃。
分类： 分类： １．侧链取代的卤代芳烃 １．侧链取代的卤代芳烃 Ｂｒ ２．芳环上取代的卤代芳烃 ２．芳环上取代的卤代芳烃 ＣＨ２Ｃｌ ＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ 一、卤代芳烃的命名 二、卤代芳烃的制法 三、卤代芳烃的物理性质 四、卤代芳烃的化学性质 １．苯环位置对卤原子活泼性的影响 苯环位置对卤原子活泼性的影响 ２．芳环上的亲核取代反应 ２．芳环上的亲核取代反应 ３．芳环上的亲核反应机理 ３．芳环上的亲核反应机理 ４．与金属作用 ． ５． 芳环上的亲电取代反应 一、卤代芳烃的命名 １．卤原子直接与芳环相边连时，以芳烃为母体， １．卤原子直接与芳环相边连时，以芳烃为母体，卤原子作为取代基 卤原子直接与芳环相边连时 ＣＨ３ Ｃ２Ｈ５ ４－氯甲苯 （对氯甲苯） 对氯甲苯） Ｃｌ Ｂｒ Ｃｌ ２－氯－４－溴乙苯 ２．卤原子与侧链相连时，通常以脂肪烃为母体 卤原子与侧链相连时， 卤原子与侧链相连时 αβ ＣＨ＝ＣＨＢｒ ＣＨＣＨ２ＣＨ２Ｃｌ ＣＨ３ β－溴代苯乙烯 ３－苯基－１－氯丁烷 苯基－ 二、卤代芳烃的制法 １．直接卤化法 １．直接卤化法 芳环的直接卤化与芳烃侧链的直接卤化的机理是不同 的。
芳环的直接卤化是通过亲电取代反应，而芳烃侧链 进行的。
的直接卤化是按自由基机理进行的。
由于芳烃侧链的α原子比较活泼，取代反应多发生 由于芳烃侧链的α原子比较活泼， 在α位。
ＣＨ３ Ｃｌ ２ ｈｖ ＣＨ２Ｃｌ Ｂｒ２ ＣＨ２ＣＨ３ ＣＨＣＨ３ Ｂｒ ｈｖ 一般Ｃｌ 的活性高于Ｂｒ 而选择性要小于Ｂｒ 一般Ｃｌ２的活性高于Ｂｒ２，而选择性要小于Ｂｒ２。
因此乙苯的溴化得到一种产物； 因此乙苯的溴化得到一种产物；而氯化得到的是 氯代的混合物。
食品中天然防腐剂的研究进展
食品中天然防腐剂的研究进展目录一、内容描述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)二、食品中天然防腐剂的种类与特点 (4)2.1 食用菌类天然防腐剂 (5)2.1.1 菌种选育与优化 (6)2.1.2 子实体的提取与纯化 (8)2.1.3 生物活性评价与应用 (9)2.2 植物源天然防腐剂 (10)2.2.1 中药提取物 (11)2.2.2 植物精油 (13)2.2.3 植物提取物的应用与挑战 (14)2.3 微生物源天然防腐剂 (15)三、食品中天然防腐剂的抑菌机理研究 (16)3.1 化学成分与抑菌作用 (17)3.2 信号传导与抑菌机制 (18)3.3 机理研究方法与应用 (20)四、天然防腐剂的复配与增效研究 (21)4.1 复配防腐剂的抑菌效果 (22)4.2 复配防腐剂的协同效应 (23)4.3 复配防腐剂的稳定性与安全性 (25)五、食品中天然防腐剂的稳定性研究 (26)5.1 温度对天然防腐剂稳定性的影响 (27)5.2 pH值对天然防腐剂稳定性的影响 (28)5.3 光照对天然防腐剂稳定性的影响 (29)六、食品中天然防腐剂的毒理学研究与安全性评价 (30)6.1 急性毒性试验 (31)6.2 亚慢性毒性试验 (32)6.3 致癌性评估 (33)6.4 致畸性评估 (35)七、天然防腐剂在实际食品中的应用案例分析 (35)八、展望与挑战 (37)8.1 天然防腐剂的发展趋势 (38)8.2 存在的问题与挑战 (40)8.3 未来研究方向与展望 (40)一、内容描述随着人们生活水平的提高，对食品安全和食品保质期的要求也越来越高。
为了满足这一需求，科学家们一直在研究和开发新型的天然防腐剂，以延长食品的保质期并减少对人体健康的潜在风险。
本文档将详细介绍食品中天然防腐剂的研究进展，包括其来源、种类、作用机制、应用领域以及未来的发展趋势等方面。
通过对这些方面的深入探讨，我们可以更好地了解天然防腐剂在食品工业中的应用价值，为今后的研究和实践提供有益的参考。
Ｕｌｌｍａｎｎ偶联反应催化剂研究进展
２０１５年３月第２３卷第３期 工业催化ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳ Ｍａｒ．２０１５Ｖｏｌ．２３ Ｎｏ．３综述与展望收稿日期：２０１４－０９－３０；修回日期：２０１４－１１－２５ 基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目（ＮＪＺＹ１１０３４）；内蒙古自治区重大基础研究开放课题（２０１３０９０２）作者简介：郭晓燕，１９８９年生，在读硕士研究生，研究方向为多相催化。
通讯联系人：徐爱菊，教授，硕士研究生导师。
Ｕｌｌｍａｎｎ偶联反应催化剂研究进展郭晓燕，徐爱菊 ，王 奖，贾美林，照日格图（内蒙古师范大学化学与环境科学学院，内蒙古自治区绿色催化重点实验室，内蒙古呼和浩特０１００２２）摘 要：Ｕｌｌｍａｎｎ偶联反应是典型的碳碳键偶联反应，反应合成的联苯类化合物是重要有机化工原料，应用前景广阔。
初期采用均相Ｐｄ催化剂，不能重复利用，工业化生产受到限制。
改用多相Ｐｄ催化剂催化反应，需要添加剂导致产物分离困难。
多相Ａｕ催化剂适用性受到限制，反应底物局限于碘代芳烃，双金属催化剂在催化活性与选择性方面均有较好的优势。
综述Ｕｌｌｍａｎｎ－ｔｙｐｅ偶联反应中均相Ｐｄ催化体系、多相Ｐｄ催化体系、多相Ａｕ催化体系以及多相双金属催化体系催化剂的研究进展，阐述反应机理，并对Ｕｌｌｍａｎｎ偶联反应研究进行展望。
关键词：催化化学；Ｕｌｌｍａｎｎ偶联反应；Ｐｄ催化剂；Ａｕ催化剂；双金属催化剂ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０３．００２中图分类号：Ｏ６４３．３６；ＴＱ４２６．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ １１４３（２０１５）０３ ０１７２ ０６ＲｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｓｉｎｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒＵｌｌｍａｎｎＣｏｕｐｌｉｎｇＲｅａｃｔｉｏｎｓＧｕｏＸｉａｏｙａｎ，ＸｕＡｉｊｕ，ＷａｎｇＪｉａｎｇ，ＪｉａＭｅｉｌｉｎ，ＢａｏＺｈａｏｒｉｇｅｔｕ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｒｅｅｎＣａｔａｌｙｓｉｓ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００２２，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｌｌｍａｎｎｃｏｕｐｌｉｎｇｒｅａｃｔｉｏｎ，ａｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆＣ—Ｃｂｏｎｄｃｏｕｐｌｉｎｇ，ｉｓｕｓｅｄｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｔｈｅｂｉａｒｙｌｓ．Ｂｅｉｎｇｃｒｕｃｉａｌｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｃａｌｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅｓｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓｈａｖｅｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓ ｐｅｃｔｓ．Ｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｄａｙｓ，ｔｈｅｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓＰｄｃａｔａｌｙｓｔｓｃｏｕｌｄｎｏｔｂｅｕｓｅｄｒｅｐｅａｔｅｄｌｙａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｍｍｅｒｃｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗａｓｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ．Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｐａｌｌａｄｉｕｍｃａｔａｌｙｓｔｓｃａｔａｌｙｚｅｄｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｓｅｐａ ｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｓ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｇｏｌｄｃａｔａｌｙｓｔｓｉｓｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｓｕｂｓｔｒａｔｅｓａｒｅｃｏｎｆｉｎｅｄｔｏａｒｙｌｉｏｄｉｄｅｓ．Ｎｅｖｅｒｔｈｅｌｅｓｓ，ｂｉｍｅｔａｌｌｉｃｃａｔａｌｙｓｔｓｈａｖｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｔｅｒｍｓｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｃａｔａｌｙｓｔｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒＵｌｌｍａｎｎｃｏｕｐｌｉｎｇｒｅａｃｔｉｏｎｓ，ｓｕｃｈａｓｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｐａｌｌａｄｉｕｍ，ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｐａｌｌａｄｉｕｍ，ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｇｏｌｄａｎｄｂｉｍｅｔａｌｌｉｃｃａｔａｌｙｓｔｓａｎｄｐｏｓｓｉｂｌｅｃａｔａｌｙｔｉｃｐａｔｈｗａｙｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．ＴｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆＵｌｌｍａｎｎｃｏｕｐｌｉｎｇｒｅａｃｔｉｏｎｓａｒｅｏｕｔｌｉｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；Ｕｌｌｍａｎｎｃｏｕｐｌｉｎｇｒｅａｃｔｉｏｎ；ｐａｌｌａｄｉｕｍｃａｔａｌｙｓｔ；ｇｏｌｄｃａｔａｌｙｓｔ；ｂｉｍｅｔａｌｌｉｃｃａｔａｌｙｓｔｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０３．００２ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：Ｏ６４３．３６；ＴＱ４２６．８ Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：Ａ ＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８ １１４３（２０１５）０３ ０１７２ ０６ １９０１年，ＵｌｌｍａｎｎＦ等［１］发现两分子卤代芳烃发生碳碳键偶联生成联苯类化合物，之后该反应被Copyright ©博看网. All Rights Reserved. ２０１５年第３期 郭晓燕等：Ｕｌｌｍａｎｎ偶联反应催化剂研究进展 １７３ 命名为经典Ｕｌｌｍａｎｎ偶联反应。
2019光促进的亚磺酸钠和卤代芳烃偶联合成砜类化合物
2019光促进的亚磺酸钠和卤代芳烃偶联合成砜类化合物1. 引言1.1 概述本篇长文主要介绍了2019年光促进的亚磺酸钠和卤代芳烃偶联合成砜类化合物的研究。
近年来，有机合成领域的研究引起了广泛关注，其中光促进反应是一种受到重视的策略。
借助光能作为能源来源可以使反应条件更温和、选择性更高、步骤更简单，并且可降低废物的产生。
因此，本研究以亚磺酸钠和卤代芳烃偶联反应为模型，在光促进条件下合成了砜类化合物。
1.2 文章结构本文分为五个部分：引言、正文、光促进的亚磺酸钠和卤代芳烃偶联反应机理探究、砜类化合物在有机合成中的应用前景以及结论。
在引言部分，我们将介绍本次研究的背景和意义，概述文章结构，并明确本次实验的目标。
1.3 目的本次实验旨在利用光促进条件下进行亚磺酸钠和卤代芳烃偶联合成砜类化合物的反应，并探究其机理。
通过此实验，我们希望验证光促进反应的有效性，并为研究砜类化合物在有机合成中的应用前景提供有价值的参考。
以上为文章“1. 引言”部分内容的详细介绍。
2. 正文在有机化学领域，亚磺酸钠和卤代芳烃的偶联反应一直是一个备受关注的研究领域。
近年来，光促进的反应方法为该领域带来了重大突破和进展。
本文旨在综述2019年亚磺酸钠和卤代芳烃偶联合成砜类化合物的最新研究进展。
2.1 光促进的反应条件优势传统的亚磺酸钠合成中，常使用金属还原剂、高温或酸性催化剂等条件。
然而，这些传统方法存在着操作复杂、试剂污染等问题。
相较而言，光促进的反应具有简单易行、环境友好等优势，并且可以实现高选择性和较高产率。
2.2 光促进的反应机理探究光促进的亚磺酸钠和卤代芳烃偶联反应机理是本文探究的重点之一。
通过对已有文献进行综述分析，发现该反应机理可能涉及到活性中间体的生成与转化过程。
然而，具体的反应机理仍存在尚未解答的问题，需要更多实验探索和理论研究予以完善。
2.3 实验条件与结果讨论本文还对光促进的亚磺酸钠和卤代芳烃偶联反应中不同实验条件下的结果进行了详细讨论。
第十九章自由基取代反应ppt课件
这种结果可以归结于芳香溶剂和氯原子之间形成 了复合物，以致氯原子的活泼性减小，选择性加大。
19.2.3 反应条件的影响 不同温度，伯仲叔氢被氯原子提取速度
溶剂对自由基取代反应几乎没有什么影响，在溶 液中的反应和正气相中的反应在性质上很相似。但是， 在有的反应里，溶剂也能造成一些区别。
例如，2,3-二甲基丁烷，在脂肪溶剂中给予60% 2,3-二 甲基丁基氯-1和40％2,3-二甲基-2-氯丁烷；而在芳香溶 剂小， 则两者的比例变为大约10:90。
第二节 自由基取代反应影响因素 在链锁反应中，决定形成什么产品的步骤时常是 提取。自由基几乎从来也不提取四阶的或三价的原子， 也很少提取两价的原子。自由基提取的几乎全是一价 的原子， 因而从有机化合物提取的是氢或者是卤素。
19.2.1 取代基的影响
a.取代基诱导效应的影响: 伯氢、仲氢和叔氢被提取的相对活性
第十九章 自由基取代反应
自由基取代反应是指自由基试剂与底物发生的 取代反应：
C X +Y
C Y+ X
自由基反应机理包括四种类型： 1) 自由基形成和转变:
(2)自由基袭击作用物(双分子反应)
自由基可以和稳定的有机分子作用，形成另 外一个自由基，后者自由基可以作为加成、聚合、 或取代反应中的引发剂。这种反应经常是链锁反应。
终止方式： 1)简单的偶合
2) 歧化 3) R提取氢原子
机理的证实：
从苯的芳香基化反应里， 曾经离析到过歧化产品 和偶合产品。CIDNP也检定到过这种中间体。
19.1.3 非经典自由基取代反应机理
例1，在光催化的卤代反应里，一般得到的是许多产品 的混合物。但是，溴代一个含有溴原子的碳链则位置 选择性很高。溴代烷烃的溴代反应，8494%取代在分 子中原有的溴的邻位碳原子上。
三氟乙酸钠对卤代芳烃的三氟甲基化反应
三氟乙酸钠对卤代芳烃的三氟甲基化反应我们从氟元素在元素周期表上的特殊位置所预期的那样，它具有一些极端的特性，特别是极限电负性和氧化电位。
因此，氟元素不能通过化学反应进行制备。
1774年瑞典化学家舍勒在研究硫酸与萤石的反应时制得了氢氟酸，但由于氢氟酸对人体的极大毒性以及由氢氟酸制得氟单质较为困难，直至1886年法国化学家莫瓦桑分离出单质氟，有机氟化学的发展和含氟有机化合物的实际应用才真正开始。
在二十世纪四五十年代后期，将氟原子引入天然产物分子的做法是完全不可想象的。
当时人们的所有已知事实都清楚地表明，氟是一种非生物元素，它的应用仅限于军事和特殊材料的需求。
此外，一些天然存在的氟有机化合物的毒性也非常大，从而难以实现其真正利用。
第一个含氟药物产品氟氢可的松的发现是源于人们对9α-卤代可的松系列衍生物进行的系统研究，原始的研究中尚未包括氟化物。
1953年，Fried和Sabo开始研究9α-卤代可的松的生物活性与卤素原子的大小之间的关系时发现作为糖皮质激素，9位氟取代的醋酸可的松比相应的母体化合物抗炎活性可高达10倍以上，首次公开展示了将氟原子引入药物分子的特定位置可改善其生物活性。
自那时开始，氟元素才正式作为药物中地位重要的取代基而存在。
二十世纪五十年代科学家对于含氟药物做了一系列研究，这些研究都证明了氟元素在生物活性化合物的设计和开发中的一些通用原理：用氟代替氢和羟基，以及将天然化合物的氟化衍生物用作抗代谢物，这些通用原理放到今日依然具有其科学性和可参考性。
单氟乙酸钠是第一种分离的氟化天然存在的化合物，它被证明具有极高的毒性，是许多澳大利亚，巴西和非洲灌木的毒性来源。
如O'Hagan所证明的那样，少数其他已知的含氟天然产物实际上源自5'-氟-5'-脱氧腺苷。
这些含氟的天然产物具有结构相似性，它们大多是羧酸衍生物，包括1986年从卡特彼勒链霉菌中分离出的独特氨基酸，4-氟苏氨酸。
多环芳烃的致癌性机制研究进展
多环芳烃的致癌性机制研究进展芦静;贾玉巧;高艳荣;纪越;赵永东【摘要】Polycyclic arom atic hydrocarbon is a persistent organic pollutant that has been specially concerned by international com m unity, it is one of the earliest found environm ental pollutants w ith three-inducing im pact.It w idely exists in various environm ental m edia although the num ber is sm all,but w ith continuous generation ,m igration ,transform ation and degradation ,it enters hum an body through the w ays such as respiratory tract,digestive tract,and skin ,w hich greatly threatens hum an health .%多环芳烃是一类被国际社会特别关注的持久性有机污染物，是最早被发现的具有“三致作用”的环境污染物之一。
其广泛存在于多种环境介质中，虽然量少，但不断地生成、迁移、转化和降解，并通过呼吸道、消化道、皮肤等途径进入人体，极大地威胁着人类的健康。
【期刊名称】《中国疗养医学》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】3页(P787-789)【关键词】多环芳烃;致癌性;机制【作者】芦静;贾玉巧;高艳荣;纪越;赵永东【作者单位】包头医学院公共卫生学院，014060;包头医学院公共卫生学院，014060;包头医学院公共卫生学院，014060;包钢第三职工医院，014060;包头医学院公共卫生学院，014060【正文语种】中文近年来，人们谈“癌”色变，有研究表明，80%以上的癌症病例极有可能是由于环境因素变化引起，在多种环境因子中，化学致癌物占大多数，其中常见的有多环芳烃(PAHs)、亚硝胺霉菌素等。
卤代芳烃胺基化反应研究进展
卤代芳烃胺基化反应研究进展
林润雄1 , 常冠军2 , 孙立水1
(1. 青岛科技大学 高性能聚合物及成型技术教育部工程技术研究中心 ,山东 青岛 266042 ; 2. 中国工程物理研究院 激光聚变中心 ,四川 绵阳 621900)
摘 要 : 钯催化卤代芳烃胺基化反应是形成 CAr —N 的重要方法 。以卤代芳烃为线索 ,对 钯催化偶联胺化反应的研究进展和胺化反应从合成化合物到合成高分子的过渡进行了综 述 ,介绍了本课题组运用胺化反应合成高性能聚合物聚亚胺酮和聚亚胺醚酮的相关研究 。 关键词 : 卤代芳烃 ;钯催化胺化反应 ;聚亚胺酮 中图分类号 : O 625. 63 文献标识码 : A
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Beller 等 首 次 实 现 了 氯 代 芳 烃 的 偶 联[13] 。 Reddy 根据 C —Cl 的特性 ,用富电子和大体积的 膦配体 ( PCy3 或 Pi2Pr3 ) 使 C —Cl 断裂 ,此配体适 用于仲胺和氯代芳烃的偶联 (式 1) [14] 。配体 A 、 B 不仅能高效地催化仲胺和氯代芳烃的偶联 ,也 适用于伯烷基胺与邻位有取代的氯代芳烃的反 应 。脂肪伯胺的胺化活性低 ,很难与非活化的氯 代芳烃反应 。Hamann 和 Hartwig 利用大体积配 体 C 和 Pd 的络合物首次成功地催化了两者的反 应 (式 2) [15 ] 。Bei 等发现 D/ Pd2 ( dba) 3 催化偶联 环 、链 、伯 、仲胺与缺电子 、富电子氯代芳烃都能得 到理想的芳胺化合物 (式 3) [16 ] 。
成高分子的过渡 ,2005 年本课题组运用该反应缩 聚合成了高相对分子质量的聚亚胺酮 ,并实现了 聚亚胺酮的功能化[5212 ] 。
1 氯代芳烃胺化反应合成化合物
相对于溴代芳烃和碘代芳烃 ,氯代芳烃活性 低 ,但它比相应的溴代芳烃更经济易得 。在过去 几十年里 ,钯催化偶联引起研究者的广泛兴趣 ,氯 代芳烃的胺化反应的研究取得较好的成绩 。
卤代甲基转移酶的发现与应用研究进展
卤代甲基转移酶的发现与应用研究进展陈琦;张诗雨;高春玉;郑高伟;许建和【期刊名称】《华东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(50)1【摘要】近年来,甲基化反应在有机合成和生物合成领域中逐渐引起重视。
通过甲基转移酶(MT)引入甲基基团,可以调控分子的生物活性和物理化学性质,为精准设计目标分子的结构和功能提供了新的途径。
卤代甲基转移酶(HMT)是一类特殊的MT,它不仅可以催化产生各种卤代烃,还可以在碘甲烷等廉价非天然甲基供体的存在下实现昂贵辅因子S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的酶促原位再生。
通过HMT的分子改造和同系酶的基因挖掘,可以高效地催化合成或再生SAM及其类似物,为甲基及其他烷基的转移提供更简单的路线。
本文主要介绍了HMT的最新研究进展及其突破性工作:通过引入HMT-MT双酶级联反应,创建简单通用的SAM循环再生系统,提高了反应的原子经济性;挖掘到来源于硫嘌呤甲基转移酶家族的新酶(TPMT),很好地解决了甲基供体的环保问题;利用定向进化技术获得HMT优势突变体,能成功实现更长链烷基的转移。
这些创新研究为高效生物烷基化提供了新策略,为绿色生物制造带来潜在的技术变革。
【总页数】3页(P1-3)【作者】陈琦;张诗雨;高春玉;郑高伟;许建和【作者单位】华东理工大学生物工程学院【正文语种】中文【中图分类】Q81【相关文献】1.二—（2—卤代乙基）—（3—溴代—2,2—二甲基丙基）磷酸酯的合成及其应用2.饮用水处理中氯化消毒副产物三卤甲烷和卤代乙酸研究进展3.卤代烷替代剂开发现状4.典型卤代阻燃剂的样品处理技术及分析检测研究进展5.知识价值视角下基于发现学习的教学探索——以芳香亲电卤代反应为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
对二氯苯的毒理学研究进展
生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第16卷第5期2021年10月V ol.16,No.5Oct.2021㊀㊀基金项目:科技部国家重点研发项目(2017YFC0210500);国家自然科学基金青年基金资助项目(21602132)㊀㊀第一作者:钱嘉珺(1997 ),女,硕士研究生,研究方向为环境污染物的毒理学研究,E -mail:*******************.cn ㊀㊀*通讯作者(Corresponding author ),E -mail:**************.cn㊀㊀#共同通讯作者(Co -corresponding author ),E -mail:***************.cnDOI:10.7524/AJE.1673-5897.20201019001钱嘉珺,崔家华,贾金平.对二氯苯的毒理学研究进展[J].生态毒理学报,2021,16(5):228-238Qian J J,Cui J H,Jia J P.Research progress in bio -and eco -toxicity caused by p -dichlorobenzene:A mini review [J].Asian Journal of Ecotoxicology,2021,16(5):228-238(in Chinese)对二氯苯的毒理学研究进展钱嘉珺1,崔家华#,贾金平*上海交通大学环境科学与工程学院,上海200240收稿日期:2020-10-19㊀㊀录用日期:2021-03-15摘要:对二氯苯是一种含卤素的挥发性有机污染物,是钢铁烧结烟气中的主要芳烃类化合物之一㊂该化合物也是合成药物㊁人造树脂及精细化学品的重要原料,可用于制备家用防蛀防霉剂㊂对二氯苯挥发性较强,可通过大气传输,已经广泛出现在人和动物的食物链中,对于人体和生态环境具有潜在的危害㊂体外毒理学研究证实,对二氯苯主要是通过线粒体凋亡途径引起细胞损伤㊂对二氯苯不具有遗传毒性,其致突变作用仍需进一步研究㊂体内毒理学研究表明,对二氯苯会引起肝脏和神经系统的损害,并且会出现抽搐㊁贫血㊁厌食和皮肤色素沉积等一系列症状,对人致癌的证据不充分㊂活体动物的研究表明,在大剂量灌胃条件下,对二氯苯可诱发动物的肝细胞增殖,并可能引发肿瘤㊂当小鼠暴露于极低浓度的对二氯苯时,小鼠海马神经元中相关的基因表达被强烈抑制㊂对二氯苯在哺乳动物体内的Ⅰ相代谢产物主要是2,5-二氯苯酚,Ⅱ相代谢产物为2,5-二氯苯酚的硫酸盐和葡萄糖醛酸等形式㊂在代谢中产生的环氧化物和二氯氢醌中间体是该化合物体内毒性的来源之一㊂对二氯苯生态毒性研究表明,对二氯苯对环境中的动植物具有毒害作用㊂低浓度的对二氯苯会抑制植物根际微域土壤脱氢酶和脲酶活性,而高浓度的对二氯苯则表现为促进作用㊂对二氯苯可以通过抑制细胞生长的G1期来抑制植物细胞分裂,从而影响植物的生长㊂本文综述了对二氯苯在体内外的毒性㊁代谢转化及生态毒理效应,为对二氯苯的污染控制及毒害作用的阻控研究提供依据㊂关键词:对二氯苯;细胞毒性;健康风险;生态毒性文章编号:1673-5897(2021)5-228-11㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:AResearch Progress in Bio-and Eco-toxicity Caused by p -dichlorobenzene :A Mini ReviewQian Jiajun 1,Cui Jiahua #,Jia Jinping *School of Environmental Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,ChinaReceived 19October 2020㊀㊀accepted 15March 2021Abstract :p -dichlorobenzene,a volatile halogen -containing organic pollutant,was characterized as one of the ma -jor aromatic compounds in flue gas of iron ore sintering plants.It remained an important raw material for the syn -thesis of drugs,commodity,artificial resins,and fine chemicals.It has been used for the preparation of household mothballs for more than 40years.Due to its high volatility,quick spread in air diffusion and wide chain transfer in ecosystem could be found,which exhibited potential harms and toxicity to human bodies and animals.In this paper,. All Rights Reserved.第5期钱嘉珺等:对二氯苯的毒理学研究进展229㊀the toxicity of p -dichlorobenzene has been comprehensively reviewed from the stand point of cellular and living animal experiment levels,respectively.The results of in vitro toxicological studies confirmed that p -dichloro -benzene caused cellular damage mainly through mitochondrial apoptosis.p -dichlorobenzene exhibited no genotox -icity and its mutagenicity still underwent further investigations.In vivo toxicological investigations implied that p -dichlorobenzene caused damage to liver and nervous systems,leading to convulsions,anemia,anorexia,skin pig -mentation,and other symptoms.The results of animal experiments demonstrated that oral administration of p -di -chlorobenzene in higher doses induced the quicker proliferation of liver cells and tumor initiation.Mice experi -ments also confirmed that when mice were exposed to relatively low concentrations of p -dichlorobenzene,the ex -pression of neuron -related genes in the hippocampus were strongly suppressed.2,5-dichlorophenol,and sulfate and glucuronic acid of 2,5-dichlorophenol,were further characterized as one of the major phase Ⅰand phase Ⅱmetab -olites of p -dichlorobenzene in mammals,respectively.Both of epoxide and dichlorohydroquinone,being an inter -mediates in metabolism,contributed to the toxicity of p -dichlorobenzene in vivo .The ecotoxicity study of p -dichlo -robenzene also confirmed the toxicity of halogen -containing compound to both animals and plants in the environ -ment.Low concentrations of p -dichlorobenzene inhibited the activity of dehydrogenase and urease in rhizosphere soil,while high concentrations of p -dichlorobenzene up -regulated the enzymatic activity.p -dichlorobenzene inhibi -ted plant cell division by cell cycle arrest at G1phase,thus affecting plant growth.In summary,this paper reviewed the latest update on toxicity,metabolism and ecotoxicological effects of p -dichlorobenzene both in vivo and invitr o,which also provided the basis for the pollution control and chemoprevention of p -dichlorobenzene.Keywords :p -dichlorobenzene;cytotoxicity;health risk;ecotoxicity㊀㊀对二氯苯(PDCB)是一种无色或白色晶体,有特殊气味,其熔点为53ħ,沸点174.2ħ,在常温下易升华[1]㊂目前,PDCB 是合成药物㊁人造树脂及精细化学品的重要化工原料㊂同时,由于该化合物具有防蛀㊁防霉和除臭的特性[2],已在抗蛀剂㊁空气脱臭剂和土壤消毒剂的生产中得到了广泛的应用[3-5](图1)㊂另外,该化合物也是钢铁烧结烟气中的主要芳烃类化合物之一㊂图1㊀含99%对二氯苯的防霉防蛀剂Fig.1㊀Anti -mold and moth -proofing agent containing99%p -dichlorobenzene㊀㊀随着PDCB 生产及使用的增加,其在自然界的分布越来越广泛㊂1985年美国部分城市大气中PDCB 浓度为0.2~5.2mg ㊃m -3,日本东京市区大气中PDCB 浓度为2.7~4.2μg ㊃m -3,加拿大城市大气中PDCB 浓度为0.22~2.94mg ㊃m -3[6]㊂2012年工人和消费者的暴露估计水平测试表明,在现实环境中,工人的估计平均接触量为4.96~31.2mg ㊃m -3,消费者为0.33~13.65mg ㊃m -3[7]㊂随着时间的推移,PDCB 大量排放到空气中,其环境浓度不断上升㊂由于PDCB 具有挥发性,可以通过大气传输,在沉积物和粮食作物中累积,并且出现在人和动物的食物链中[8-9]㊂此外在室内环境中,PDCB 作为一种挥发性有机污染物(VOCs)不仅会直接接触人体,还会形成次级有机气溶胶(SOA),从而对人体健康造成危害[10]㊂有研究对1000名未非正常接触PDCB 的美国成年人进行检测,发现98%的人尿液中含有PD -CB 的代谢产物2,5-二氯苯酚(2,5-DCP),96%的人血清中检测到PDCB ,这表明PDCB 已经成为一种常见的污染物,并广泛存在于人体中[9]㊂早期不同动物物种的毒理学研究未显示PDCB具有剧毒潜力,且其经正确处理并控制在合适的范围内对人体无毒[11]㊂近年来,越来越多的研究表明,PDCB 对人体具有潜在的危害㊂PDCB 接触人类的途径有蒸气接触㊁通过受污染的食物接触等[11],可经. All Rights Reserved.230㊀生态毒理学报第16卷过呼吸道和消化道进入人体㊂该化合物对眼睛和上呼吸道有刺激作用,主要损害肝脏和肾脏,还会引起中枢神经系统抑制[12]㊂目前,PDCB在欧美等国家的使用量锐减,但在我国国内由于发现萘具有致癌作用而禁止其用作防蛀剂进行生产和销售,作为其替代品的PDCB的需求量日益增多[13]㊂目前在国内使用PDCB制造卫生球㊁驱虫剂和防霉剂等的生产活动已经持续多年,相关产业的厂家仍在筹建㊁扩建中[14-15]㊂在PDCB大量生产的同时,其相关产品如 樟脑丸 ㊁ 防霉片 等对人体的隐患逐渐受到重视[16-17]㊂1987年国际癌症研究中心(IARC)将PDCB确定为 可能的人类致癌物 ;1990年美国环境保护局和科学顾问委员会专家对于PDCB的毒性和致癌性进行了重新的研究和论证,撤销了原来的结论,并将其界定降为动物致癌物[18]㊂目前美国环境保护局(United States Environmental Protection Agency,US EPA)公布的数据中,吸入PDCB的致癌斜率因子(cancer slope factor,CSF)为0.04mg㊃(kg㊃d)-1[19]㊂尽管研究已经证实PDCB是一种低毒性物质并且未发现对人体有致癌性,但是长期吸入或摄入PDCB仍会对人体的各个系统造成不同程度的损害,且PD-CB在环境中的迁移转化和生物蓄积等作用使其在自然界长期存在,影响生态系统的稳定,因此PDCB的人体毒性及其生态效应不容忽视,亟待进一步研究㊂1㊀对二氯苯的体内外毒性研究(Study on the in vi-vo and in vitro toxicity of p-dichlorobenzene) 1.1㊀细胞水平毒性研究关于卤代芳烃在细胞水平的毒性研究表明,大部分卤代苯较苯具有更高的毒性[20]㊂在长江水中混合细菌的生长抑制研究中发现,氯代苯取代基数目越多,化合物的细菌生长抑制性越强[21],PDCB是具有2个氯原子的卤代芳烃,其毒性研究具有重要意义㊂以下是PDCB在细胞水平毒性的研究情况㊂研究表明,PDCB引起细胞损伤和凋亡主要是通过线粒体途径㊂研究者测定了PDCB及其代谢物2,5-二氯苯酚(2,5-DCP)在人白血病Jurkat细胞㊁人肺腺癌H1355细胞和人肝癌HepG2细胞中的毒性,PDCB在3种细胞中的半数生长抑制浓度(IC50)分别为1.34㊁5和2mmol㊃L-1㊂在上述3种细胞中, PDCB对于人白血病Jurkat细胞具有最高的毒性㊂在另一组实验中,PDCB和其代谢物2,5-DCP对人白血病Jurkat细胞的IC50分别为1.18mmol㊃L-1和2.06mmol㊃L-1㊂这一研究结果表明,2,5-DCP对于Jurkat细胞的生长抑制活性稍低于母体化合物PD-CB㊂细胞凋亡有2个主要途径:通过线粒体损伤的内在途径[22]和通过膜受体的外在途径[23]㊂研究调查了线粒体膜电位的NSIC途径,发现PDCB会导致一些细胞失去线粒体膜电位,认为其引起细胞损伤和凋亡主要是通过线粒体途径㊂此外,研究发现PDCB引起细胞凋亡的同时还抑制了丝胞素诱导的Jurkat㊁H1355和HepG2这3种细胞的凋亡[24]㊂Canonero等[25]评估了PDCB在大鼠和人的肝原代细胞中的遗传毒性㊂通过碱性洗脱技术测量了DNA片段断裂频率,通过微核的增加量测量了染色体断裂程度㊂将大鼠肝细胞暴露于浓度为0.56~ 3.2mmol㊃L-1的PDCB中,细胞中DNA断裂频率未显著增加,但微核数量显著增加㊂在人肝细胞中,就DNA片段化和致分裂作用而言,PDCB的反应均为阴性㊂这些结果表明,PDCB不具有遗传毒性㊂左派欣等[26]通过小鼠骨髓多染红细胞微核试验和小鼠睾丸细胞染色体畸变试验研究了PDCB的致突变性,结果显示PDCB未表现出致突变性㊂Carbonell 等[27]研究了PDCB在培养的人淋巴细胞中诱导姐妹染色单体交换(sister chromatid exchange,SCE)的能力㊂从结果可知,PDCB能够通过第三和第二中期的减少以及SCE的增加来诱导细胞毒性作用㊂关于PDCB致突变作用的研究较少,其致突变性仍需进一步研究㊂PDCB在细胞水平的毒性研究表明,PDCB引起人体细胞损伤和凋亡主要通过线粒体途径,其对于人白血病Jurkat细胞表现出较高的生长抑制活性㊂该化合物对肝细胞具有一定的损伤,对人淋巴细胞具有诱导姐妹染色体交换的能力㊂其不具有遗传毒性,致突变性仍需进一步研究㊂1.2㊀人体内毒性研究PDCB对人体产生毒性的主要靶器官是肝脏㊁肾脏和肺,可损伤神经系统[28],其毒性表现为肝功能异常检出率显著上升㊁神经衰弱和呼吸道刺激症状等[29]㊂PDCB的中毒症状主要表现为贫血㊁抽搐㊁呕吐㊁眩晕㊁迷失方向㊁疲倦㊁厌食㊁下肢浮肿和皮肤色素沉着增加等[30],中毒还会增加哮喘发生的概率㊂PDCB的轻度中毒症状可以通过停止接触PDCB来缓解,尚未发现其对接触者具有遗传毒性和致突变作用㊂大多数进入人体的PDCB(可能超过. All Rights Reserved.第5期钱嘉珺等:对二氯苯的毒理学研究进展231㊀95%)在不到一周的时间内会通过尿液排出,少量(可能1%~2%)通过消化道及呼吸道排出,在脂肪中会残留少量的PDCB并可能停留很长时间[31]㊂US EPA所公布的数据表明,PDCB产生危害的最低摄入剂量为1.5ˑ102mg㊃(kg㊃d)-1,最低吸入剂量为57mg㊃m-3[19]㊂PDCB对人体肝肾功能的影响研究表明,肝脏和肾脏是PDCB毒性的主要靶器官㊂据报道,一对夫妇在放置含PDCB的防蛀剂的房间内生活了3~ 4月,出现了头痛㊁腹泻㊁麻木和讲话含糊等症状,后丈夫因腹水而死亡,妻子也在1年后死亡,最后尸体解剖结果显示,二人均患有急性肝萎缩[32]㊂Hsiao 等[33]的研究表明,暴露于PDCB的工人血清中谷氨酸-丙酮酸转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)活性升高,血白细胞数和血尿素氨含量也升高㊂这表明,PDCB除了影响肝功能以外,还会影响肾功能㊂PDCB会刺激呼吸道,并对肺脏产生一定程度的损伤㊂在一个病例报告中,一名41岁的家庭主妇报告在家中感到鼻腔不适,检测后发现其血清中PDCB的水平为25.4μg㊃L-1[34]㊂据报道,美国国家卫生研究所的研究人员对953名成年人进行了6年的随访,发现肺中PDCB浓度较高的受访者出现了肺功能降低的现象㊂相比PDCB血液浓度最低的10%的人,浓度最高的10%的人肺功能低4%,这说明吸入过量PDCB对肺脏有很大的损害,并且产生哮喘的几率随着PDCB吸入量的升高而升高[35]㊂当PDCB在空气中的含量高于1.207mg㊃g-1时,会对人体产生严重的刺激,而在长期接触的人们有可能耐受高浓度的PDCB蒸气[36]㊂过量吸入PDCB会造成神经系统的损伤㊂一名有意从除臭剂块中吸入PDCB蒸气数月的妇女出现了可逆的神经系统症状,她的尿液具有特征性的芳香气味,在尿液中检测到了PDCB代谢产物2,5-DCP[37]㊂此外,一名42岁的女性因长期吸入PDCB 罹患脑病[38],而另一名32岁的女性则出现痴呆㊁记忆丧失和言语模糊等症状[39]㊂近期有报道记录了一名有咀嚼樟脑丸经历的30岁女性患有多种物质使用障碍㊁创伤后癫痫及甲状腺功能减退症,表现为迷失方向㊁精神迟缓等心理状态异常㊂其毒性所引起的神经系统症状具有快速可逆性,这可能是由于PDCB在体内可以被快速消除[40]㊂研究表明,当PDCB在体内的毒性超过人体的恢复能力时,PDCB 会在中枢神经系统内积聚,可以导致脱髓鞘病变和持久性白质脑病,并出现相关的临床症状[41]㊂长期接触PDCB会引起皮肤的病变,具体表现为皮疹和皮肤色素沉淀等㊂一名21岁的妇女在一段时间内使用 樟脑丸 ,吸入大量PDCB蒸气,后因全身瘙痒性皮疹就诊㊂她的症状表现为四肢㊁躯干㊁耳垂和颈部等部位遍布鳞屑性皮疹,且整体皮肤干燥[2]㊂一名患有双向情感障碍和贫血的19岁妇女有意吸入含有PDCB的厕所清洁剂数月之后,全身的皮肤出现鱼鳞状斑块,其尿液中2,5-DCP含量为620mg㊃L-1,是正常浓度上限的3倍[42]㊂PDCB对循环系统也具有一定的毒性,会使患者出现贫血等症状㊂国际癌症研究机构(IARC)已确定有5例白血病病例可能与接触PDCB有关[43]㊂一名妇女在整个怀孕期间每周服用1~2块含PDCB 的厕所空气清新剂,直到怀孕约38周为止㊂由于PDCB的摄入,该妇女患上严重的小细胞性贫血㊁低色素性贫血㊂停止接触厕所空气清新剂后,贫血症状逐渐消失,其新生儿检查未发现异常[44]㊂1.3㊀动物毒性研究关于PDCB在动物体内的毒性研究表明,该化合物在中等浓度和低浓度长期作用下对动物无明显影响,无致突变及致畸作用,无生殖毒性㊂大鼠和小鼠大剂量灌胃染毒条件下,可诱发肿瘤[29,45],所诱发的肿瘤为大鼠肾肿瘤和小鼠肝肿瘤㊂PDCB在动物体内无蓄积效应,但对A3类动物致癌[45]㊂PDCB会引起动物的肾脏损伤㊂Bomhard等[46]在亚慢性毒性研究中测定了PDCB的肾毒性㊂将Fischer344大鼠分为5组,每组10只雄性大鼠和10只雌性大鼠,5组分别灌胃含PDCB的玉米油(PD-CB剂量:0㊁75㊁150㊁300和600mg㊃(kg㊃d)-1)㊂在PDCB给药组中,雄性大鼠尿液中的乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase,LDH)增加,肾皮质细胞中有玻璃样颗粒积聚㊂在给药剂量为150~600mg㊃(kg㊃d)-1的实验组内,雄性大鼠连续灌胃4周和13周后,其肾髓质外区出现肾小管单细胞坏死㊂而在相同灌胃剂量的雌性大鼠中,则没有观察到PDCB的肾毒性作用㊂PDCB对雄性大鼠肾脏的影响与短期使用一些脂肪族和芳香族碳氢化合物给药所观察到的轻烃性肾病相对应,这说明肾皮质肿瘤的发生可能与雄性大鼠特有的肾损伤有关㊂在雄性大鼠中诱导的肾毒性与可逆结合α-2μ-球蛋白相关,推测α-2μ-球蛋白的积累是由于溶酶体分解代谢活性降. All Rights Reserved.232㊀生态毒理学报第16卷低引起[47-48]㊂另有研究报道了暴露于PDCB蒸气的3种哺乳动物(12只家兔㊁13只大鼠和8只豚鼠)的血液学分析,结果表明PDCB对血液中的粒细胞具有选择性作用;组织学研究表明,这些动物接触PD-CB蒸气后,其肝脏损害相对较小,而每只动物的肾脏均表现出明显的损伤[49]㊂PDCB中毒会引起动物氧化性损伤和不同组织中微量元素的改变㊂在一项研究中,暴露于高剂量PDCB的小鼠表现出肾脏和肝脏中谷胱甘肽含量和超氧化物歧化酶活性的降低,同时锌㊁硒和铁水平发生变化[50]㊂吴艳萍等[13,51]研究了小鼠吸入PDCB后微量元素和免疫功能的改变,发现随着PDCB剂量升高,小鼠胸腺和脾脏系数㊁足跖增厚程度㊁半数溶血值以及血中锌㊁铜含量均呈下降趋势㊂王苏华等[52-53]的研究指出,大鼠和小鼠吸入PDCB染毒13周后,雄性小鼠生长停滞㊁雄性大鼠表现出肾脏及血液系统毒性,并且雌雄小鼠㊁大鼠均表现出了肝脏毒性㊂因此认为氧化损伤和不同组织中微量元素的改变是PDCB毒性产生的原因㊂PDCB会引起动物肝细胞增殖和轻度的肝细胞损伤㊂Umemura等[54]在单次胃内给药后的不同时间点,比较了雄性B6C3F1小鼠肝脏中二氯苯异构体的急性肝毒性㊂邻二氯苯㊁间二氯苯和PDCB的最高剂量分别为300㊁300和1800mg㊃kg-1,通过血清中ALT活性和肝组织学评估其急性肝损伤㊂结果表明,剂量为300mg㊃kg-1的邻二氯苯和间二氯苯均可显著提高小鼠肝脏质量和ALT活性,并引起肝细胞坏死,而最高剂量为1800mg㊃kg-1的PDCB仅引起轻度的肝细胞损伤㊂剂量反应研究表明,异构体急性肝毒性的等级顺序为:间二氯苯>邻二氯苯> >PDCB㊂PDCB虽然没有表现出明显的肝毒性,但仍可诱导肝细胞增殖㊂邻二氯苯或间二氯苯暴露引起的细胞增殖增加仅在引起肝损伤的剂量下发生,数据表明,邻二氯苯或间二氯苯诱导的肝细胞增殖是代偿性再生的结果,而PDCB诱导的肝细胞增殖是对有丝分裂刺激的反应[54]㊂小鼠长期吸入PDCB后其肝癌发病率增加,这表明PDCB对动物有致癌作用[55]㊂Umemura等[54]研究了PDCB对肝细胞增殖的影响以及对雄性B6C3F1小鼠和F344大鼠表达谷氨酰胺合成酶的肝细胞亚群的毒性㊂在实验中,将小鼠暴露于600 mg㊃kg-1的最大耐受剂量下4周,将大鼠分别暴露于300㊁150或75mg㊃kg-1的剂量下4周㊂在小鼠肝脏中,累积复制百分比(cumulative replicating fraction,CRF)在第1周显著增加了16倍,在第4周显著增加了4倍,而低剂量组(肝癌致死剂量的1/4)未见CRF增加㊂在大鼠中,第1周肝脏的CRF在300mg㊃kg-1和150mg㊃kg-1组内增加,但在第4周恢复正常㊂数据表明,小鼠肝脏中持续增加的细胞分裂可能会诱导肝癌的发生㊂低剂量组的CRF在小鼠体内没有持续增加,这表明PDCB诱发肝癌可能存在一定的剂量阈值[56]㊂大量证据表明,PDCB诱导的小鼠肝癌是通过促进有丝分裂产生的㊂剂量不足以促进有丝分裂时,将不会增加患癌的风险[57]㊂PDCB会引起小鼠海马神经元的损伤㊂Kitaji-ma等[58]的研究表明,当小鼠暴露于极低浓度的PD-CB时,小鼠的海马中与神经元相关的基因表达被强烈抑制,被抑制的基因包括Arc㊁Duspl和Fos等即时早期基因(immediate early genes,IEGs)㊂综上所述,PDCB动物毒性产生的原因可能是氧化损伤和不同组织中微量元素的改变㊂PDCB可以诱导动物体内肝细胞增殖并产生肿瘤,其作用机制是促进肝细胞的有丝分裂刺激㊂PDCB在雄性大鼠中表现出明显肾脏毒性而对雌性大鼠没有明显损伤,说明其对肾脏的损伤在大鼠中存在特异性,而在其他动物中表现出明显的肾脏损伤㊂此外,PDCB对动物循环系统效应的研究表明,PDCB对血液中的粒细胞具有选择性作用㊂最新研究表明,极低浓度的PDCB可以抑制小鼠的海马中神经元相关的基因表达㊂1.4㊀体内代谢研究PDCB在哺乳动物体内的Ⅰ相代谢产物主要是2,5-DCP,Ⅱ相代谢产物为2,5-DCP的硫酸盐和葡萄糖醛酸等形式㊂在大鼠和人体的代谢物中均发现了2,5-二氯氢醌,但在小鼠中没有发现,说明PDCB的代谢存在种属差异性㊂此外,小鼠的肝微粒体代谢PDCB的速率比大鼠和人的微粒体高得多㊂研究表明,PDCB在代谢中产生的环氧化物(图2(a))及二氯氢醌中间体(图2(b))是该化合物体内毒性的来源之一㊂目前,Ⅰ相代谢中PDCB氧化为2,5-DCP的机理尚未明确,可能的反应途径与其他卤代芳香烃类化合物一致,均涉及到环氧化物中间体的形成,但该环氧化物中间体未分离得到,需要进一步确证[59]㊂甲基砜代谢物(图2(c))是PDCB代谢的次要产物,而该代谢物是CYP P450酶的强诱导剂,可以对肝P450酶起诱导作用㊂. All Rights Reserved.第5期钱嘉珺等:对二氯苯的毒理学研究进展233㊀图2㊀对二氯苯代谢转化途径Fig.2㊀Pathway of p-dichlorobenzene metabolism㊀㊀PDCB的代谢酶包括P450家族的CYP2B1㊁3A1㊁3A4及CYP2E1[50]㊂将PDCB添加到用P450诱导剂处理的大鼠的肝微粒体中,其所生成的环氧化物中间体与蛋白质大量共价结合㊂在PDCB的代谢物中,代谢物的含量依次为:二氯氢醌>二氯苯酚>二氯儿茶酚㊂增加底物浓度不会改变2,5-二氯氢醌的量,但会减少二氯苯酚的形成并增加与其微粒体蛋白的共价结合㊂Ⅱ相代谢的主要产物是硫酸盐,占总代谢物的27%~65%,此外在动物尿液中检测到22%~36%的2,5-DCP以葡萄糖醛酸结合物形式排出[60]㊂大鼠肝脏切片中超过60%的2,5-DCP与谷胱甘肽(GSH)或半胱氨酸结合,10%以硫酸盐形式存在㊂人类肝脏切片中有约55%的2,5-DCP与GSH结合,而葡萄糖醛酸与硫酸盐结合物含量相近,各占22%~24%㊂在一个意外吞咽PDCB的2岁儿童的碱水解尿液中的代谢物中检测到2,5-DCP[20]㊂在一个吞入了未知数量的PDCB的3岁男孩的尿液中检测到了高铁血红蛋白和高铁白蛋白,在他的酸水解的尿液中发现了痕量的2,5-二氯氢醌和其他酚类化合物,但没有发现2,5-DCP[61]㊂Bomhard等[62]研究了大鼠肝脏和肾脏中酶诱导的时程以及大鼠对PDCB的吸收㊁分布及消除,发现单次给药PDCB后,PDCB和2,5-DCP会迅速从血浆和组织中清除,40%~60%的PDCB代谢为2,5-DCP,代谢物通过尿液排出㊂长期吸入PDCB(450mg㊃m-3和3000mg㊃m-3)后,脂肪组织中PDCB的浓度在6个月时最高,18个月后显著下降㊂血浆和肝脏中的PDCB及2,5-DCP浓度. All Rights Reserved.234㊀生态毒理学报第16卷要比脂肪组织低得多㊂该研究表明,吸入3000mg㊃m-3浓度的PDCB对一般人群危害较小㊂2㊀对二氯苯生态毒性研究(Study on the ecotoxici-ty of p-dichlorobenzene)由于PDCB使用量及排放量大,且具有较强的挥发性,其在空气㊁土壤及地表水中已普遍存在,并且通过生物蓄积和生物放大等作用进入人和动物的食物链中,因此研究其生态毒性具有重要意义㊂研究表明,PDCB对水生动物具有毒害作用㊂王桂燕等[63]通过静水法测试了PDCB和镉对草鱼的联合毒性效应,PDCB的毒性大于镉的毒性㊂关于PDCB和镉对草鱼的联合毒性作用,当采用毒性1ʒ1进行试验时,暴露时间分别为24㊁48㊁72和96h 时相加指数(additive index,AI)>0,联合作用结果为协同作用;而当采用浓度1ʒ1进行试验时,表现出暴露时间为24㊁48和72h的AI<0,联合作用结果表现为拮抗作用,而暴露时间为96h时AI>0,联合作用结果则为协同作用,即随着暴露时间的增加,PDCB 和镉的联合毒性作用从拮抗作用转变为毒性增加的协同作用㊂刘晓宛等[64]测定了PDCB㊁四氯乙烯(PCE)和镉离子(Cd2+)联合污染对草鱼的毒性效应,发现其单一毒性顺序为PDCB>Cd2+>PCE㊂当采用毒性1ʒ1ʒ1时,PDCB㊁PCE和Cd2+对水生动物的联合毒性表现为拮抗作用;当采用浓度1ʒ1ʒ1时,暴露时间为24㊁48㊁72和96h的AI值分别为-0.75㊁-0.46㊁-0.32和0.11,联合作用表现为先拮抗,随着时间的增加转为毒性增加的协同效应㊂PDCB会抑制植物生长,并影响植物根际酶活性㊂潘伟槐[65]研究了PDCB和苯对蚕豆根尖有丝分裂及微核率的效应,发现PDCB和苯均能影响细胞向早期进化,使参与分裂的细胞数减少,外观表现为生长停滞㊂由此推测PDCB和苯均能抑制G1期合成细胞进入分裂期所必需的蛋白质,从而使M1降低㊂田秀梅[66]通过研究PDCB对小麦和白菜种子的毒性效应发现,土壤中的污染浓度与小麦和白菜的根长及芽长之间有明显的线性关系,2种作物的芽长抑制率和根伸长抑制率都随浓度呈线性增加㊂小麦和白菜作物对污染物PDCB的抗性有很大不同,小麦的抗性较弱㊂孙福红等[67]研究了PDCB 与镉复合污染对毫米级根际微域土壤酶活性的联合毒性,发现PDCB会抑制大豆各毫米级根际微域土壤脱氢酶活性,但能促进脲酶活性;低浓度PDCB抑制小麦近根际微域土壤脱氢酶和脲酶活性,高浓度PDCB则促进其活性㊂Hu等[68]研究了滇池表层沉积物中PDCB的分布情况,发现该化合物广泛分布在表层沉积物中㊂在所有的样本点中,检测到含PDCB的样本点占94.6%,说明PDCB在环境中分布广泛㊂研究表明, PDCB的浓度从滇池外海的东北向西北分层,没有持续的增减趋势,草海和外海南部的PDCB浓度很高㊂PDCB生态毒性研究表明,其在环境中长期存在会对动植物产生一定的毒害作用㊂当采用毒性1ʒ1进行试验时,PDCB和镉对水生动物的联合毒性为协同作用;当采用浓度1ʒ1进行试验时,PDCB和镉的联合毒性作用随着暴露时间增加从拮抗作用转变为协同作用㊂另有研究表明,当采用毒性1ʒ1ʒ1进行试验时,PDCB㊁四氯乙烯和镉对水生动物的联合毒性表现为拮抗作用;当采用浓度1ʒ1ʒ1进行试验时,其联合毒性随着暴露时间增加从拮抗作用转变为协同作用㊂低浓度的PDCB会抑制植物根际微域土壤脱氢酶和脲酶活性,而高浓度的PDCB 则表现为促进作用㊂PDCB可以通过抑制细胞生长的G1期来抑制植物细胞分裂,从而影响植物的生长㊂3㊀结论与展望(Conclusion and future perspec-tive)PDCB作为一种重要的工业原料已经生产使用多年,自确认其对人体有危害后,PDCB在各个国家的使用量锐减,但是仍然有大量PDCB产品在被广泛使用㊂随着PDCB的生产和使用,PDCB随着大气流动分布到各种环境介质中,并进入到各种生物体内㊂PDCB会在生物体一系列复杂的代谢下生成多种产物,并产生生物毒性㊂现有研究证明,PDCB 体内毒性的来源之一是在代谢中产生的环氧化物和二氯氢醌中间体,PDCB引起细胞损伤和凋亡主要是通过线粒体途径㊂近年来,国内外围绕PDCB的生物毒性和环境行为已经展开了大量的研究工作,为PDCB的环境健康风险评价提供了重要的科学依据㊂但仍然存在一些需要进一步探讨的问题:(1) PDCB的代谢较为复杂,目前还有多种微量代谢产物未被确证,因此无法确定PDCB的所有代谢途径,也无法确定这些微量代谢产物是否会产生毒性效应;(2)PDCB在细胞层面的毒性研究仍较少,需要进行更加系统的筛选,探究PDCB对何种细胞具有较大的毒害作用;(3)PDCB对细胞产生毒性的作用靶. All Rights Reserved.。
第二章《烃》测试题--高二下学期人教版(2019)化学选择性必修3 (2)
第二章《烃》测试题一、单选题（共12题）1．烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应，原理如图所示：某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例，结果如图：Br−−−−−−→2光照，127℃下列说法正确的是A．异丁烷的二溴代物有两种B．反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定C．丙烷在光照条件下发生溴代反应，生成的一溴代物中，1-溴丙烷含量更高D．光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤2．某有机物的结构如图所示，下列说法错误的是A．与乙苯不互为同系物B．分子中共直线的碳原子最多有4个C．分子中共平面的原子最多有19个D．与其互为同分异构体且萘环上只有一个侧链的结构的共有4种3．某烷烃一个分子里含有9个碳原子，其一氯代物只有两种，这种烷烃的名称是A．正壬烷B．2，6-二甲基庚烷C．2，2，4，4-四甲基戊烷D．2，3，4-三甲基己烷4．下列有关芳香烃的叙述中，错误的是B．甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应，主要生成C．乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为(苯甲酸)D．苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成5．四元轴烯t、苯乙烯b及立方烷c的分子式均为C8H8。
下列说法正确的是A．t和b能使酸性KMnO4溶液褪色而c不能B．t、b、c中只有t的所有原子可以处于同一平面C．t、b、c的二氯代物均只有三种D．b的同分异构体只有t和c两种6．苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体，结构简式如图。
关于该化合物，下列说法正确的是A．是苯的同系物B．分子中最多8个碳原子共平面C．一氯代物有6种(不考虑立体异构)D．分子中含有4个碳碳双键7．用N A代表阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是A．10gCaCO3和KHCO3的固体混合物所含阳离子大于0.1N AB．常温下，5.6gFe与含0.2molHNO3的溶液充分作用，最少失去的电子数为0.15N A C．0.2imolNO和0.1molO2于密闭容器中充分反应后，分子总数为0.2N AD．将1molCH4和1molCl2混合光照，充分反应后，生成气体的分子数大于N A8．烯烃M的分子式为C4H8，其结构中无支链且含有两种处于不同化学环境的氢原子，下列关于M的说法错误的是B．M的同分异构体(不考虑立体异构)中属于烯烃的有4种C．M与HCl的加成产物只有一种D．M可发生氧化反应、还原反应和加聚反应9．下列反应中，不属于．．．取代反应的是A．苯的硝化反应B．甲烷和氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢C．乙烷在一定条件下生成溴乙烷D．乙炔在一定条件下生成乙烯10．下列说法中，正确的是A．芳香烃的分子通式是C n H2n-6(n≥6)B．苯的同系物是分子中仅含有一个苯环的所有烃类化合物C．在苯的同系物分子中存在大π键，每个碳原子均采取sp2杂化D．苯和甲苯都能与卤素单质、浓硝酸等发生取代反应11．下列关于“自行车烃”（如图所示）的叙述正确的是A．可以发生取代反应B．易溶于水C．其密度大于水的密度D．与环己烷为同系物12．关于的说法正确的是A．分子中有3种杂化轨道类型的碳原子B．分子中共平面的原子数目最多为14C．分子中的苯环由单双键交替组成D．与Cl2发生取代反应生成两种产物二、非选择题（共10题）13．A、B、C、D、E五种原子序数逐渐增大的短周期元素，A是周期表中原子半径最小的元素，其中B、C同周期，A与D、B与E同主族，E原子核内质子数等于B、C 原子电子数之和，E的单质是应用最为广泛的半导体材料。
化学致癌机制总论
化学致癌机制总论一、化学致癌机制——化学致癌多阶段过程：1.引发阶段：启动阶段是指化学物或其活性代谢物（亲电子剂）与DNA作用，导致体细胞突变成引发细胞的阶段。
在引发过程中至少有三个细胞功能是重要的，即致癌物的代谢，DNA修复和细胞增殖。
而细胞增殖一次或多次细胞分裂来"固定"引发事件，引发所导致的基因型改变是不可逆的。
没有阈值。
2.促长阶段：促长阶段是引发细胞增殖成为癌前病变或良性肿瘤的过程。
促长剂单独使用不具致癌性，存在阈剂量和最大效应，其剂量反应关系呈S形曲线。
引发细胞的增殖，导致良性局灶性病理损害。
促长阶段历时较长，早期有可逆性，晚期为不可逆的，持续给以是必需的。
具有促长作用的巴豆油中有效成分为佛波醇酯（TPA）。
3.进展阶段：进展阶段是从促长阶段产生的细胞群（癌前病变、良性肿瘤）转变成恶性肿瘤的过程。
进展主要表现自主性和异质性增加，肿瘤获得生长、侵袭和转移能力。
这是由于在进展阶段核型不稳定性，导致细胞基因组结构的形态学改变。
不可逆性。
二、化学致癌机制——化学致癌物的代谢活化：不经过代谢活化，化学物原形或母体本身就具有活性的致癌物，称为直接致癌物。
本身有致癌活性，需经代谢活化才具有致癌活性的致癌物称为前致癌物或间接致癌物。
前致癌物经过代谢活化，产生有致癌活性的代谢产物称为终致癌物。
代谢活化过程中的中间产物称为近致癌物。
化学致癌物在体内的致癌活性的决定因素之一即为代谢活化和代谢解毒的平衡。
化学致癌物活化代谢举例如下：如苯[并]芘（BaP）的活化代谢为在P450催化下生成BaP-7，8-环氧化物，再经过环氧化物水化酶（EH）的作用，生成BaP-7，8-二氢二醇，经P450的再次作用形成终致癌物BaP-7，8-二氢二醇-9，10-环氧化物。
主要灭活产物为由P450催化生成的BaP-3-OH及BaP环氧化物在GST的催化下，生成GSH-S结合物。
三、化学致癌机制——体细胞突变，癌基因和肿瘤抑制基因：支持体细胞突变学说：癌症的单克隆起源（即癌症来源于单个改变了的细胞）；大多数致癌物代谢转化为化学活泼的亲核或亲电子物质，且以DNA为关键性靶（形成加合物）。
第六章 芳烃
有 机 化 合 物 可 分 为 脂 肪 族 化 合 物 （aliphatic compounds )和芳香族化合物（aromaticcompounds) 两大类。脂肪族化合物是指开链化合物或性质与之 类似的环状化合物，如烷烃、烯 烃、炔烃和脂环烃 等。芳香族化合物是指苯(benzene)及化学性质类似 于苯的化合物。
硝化反应（如图6-5)及卤代反应，碳正离子形 成后只能脱去质子，要脱除硝基正离子不 行，所有 碳正离子都转变成产物，反应是不可逆的。
四、傅一克（Friedel-Crafts)反应
在路易斯酸（Lewis acid)存在下芳烃与烷基卤 和酰卤的反应叫做傅一克反应。[C.Friedel (1832— 1899)出生于法国，曾任巴黎大学的一个研究所所长， 化学教授◦ J. M. Crafts( 1839—1917)出生于美国， 毕业于Harvard大学，曾任Cornell大学和麻省理工学 院教授。他们两个在 1877年共同发现傅一克反应。]
从表6-1可见，在苯的同系物中每增加一个CH2， 沸点增加20°C〜30°C。碳原子数相同的异构体， 其沸点相差不大。如二甲苯的三种异构体，它们
的沸点分别为144°C、139°C、138°C，仅相差 1°C〜6°C，很难用蒸馏方法分开，所以工业二 甲苯通常是混合物。
分子的熔点不但与相对分子质量有关，还与分 子的结构有关，分子越对称熔点越高。如：
三、磺化
不同浓度的硫酸与苯反应的速度不同，浓度越 高反应越快。含三氧化硫的发烟硫酸反应最快，在 常温下即可与苯发生磺化反应，生成苯磺酸。
如反应采用浓硫酸，两分子浓硫酸脱水，也产生 亲电的三氧化硫，但反应速度不如发烟硫酸快。
磺化反应与硝化、卤代反应不同，是可逆反应。
芳烃直接羰基化反应及卤代芳烃偶联反应研究
芳烃直接羰基化反应及卤代芳烃偶联反应研究1.引言1.1 概述概述芳烃直接羰基化反应及卤代芳烃偶联反应是有机合成领域中的两个重要研究课题。
芳烃直接羰基化反应是指将芳烃底物转化为对应的酮或醛化合物的反应。
而卤代芳烃偶联反应则是通过卤代芳烃与其他有机物反应，形成碳-碳键结构的重要方法。
芳烃直接羰基化反应的研究在有机合成中具有重要的应用价值。
通过该反应，可以高效地合成各种酮或醛化合物，这些化合物在药物、农药、化妆品等领域有着广泛的应用。
与传统的羰基化反应相比，芳烃直接羰基化反应具有步骤简单、反应条件温和、高选择性和高产率等优点，因此备受关注。
卤代芳烃偶联反应则是有机合成领域中重要的碳-碳键构建方法之一。
通过卤代芳烃与其他有机物反应，可以构建复杂的有机分子结构。
该反应在制药、材料科学和天然产物合成等领域有着广泛的应用。
在过去的几十年里，许多方法和手段已被开发用于卤代芳烃偶联反应的研究，如钯催化偶联反应和金属催化偶联反应等。
本文将对芳烃直接羰基化反应及卤代芳烃偶联反应的研究进行综述，详细介绍它们的反应原理、应用领域、反应机理和反应条件等方面的内容。
通过对这两个研究领域的综述，可以为相关学者提供一定的参考和借鉴，促进这两个领域的进一步发展和应用。
同时，对于有机化学领域的学生和研究人员来说，本文也有一定的学习和研究价值。
以上是本文的概述部分，接下来将详细介绍芳烃直接羰基化反应及卤代芳烃偶联反应的相关内容。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以如下所示:文章结构部分旨在介绍本文的整体组织和内容安排。
本文可以分为引言、正文和结论三部分。
引言部分是文章的开端，主要包括概述、文章结构和目的三个部分。
概述部分可以简要介绍芳烃直接羰基化反应和卤代芳烃偶联反应的研究背景和意义，指出这两个反应在有机合成领域的重要性和应用前景。
文章结构部分则是本文的组织框架，可以明确列举出以下几个方面的内容安排：1. 引言：介绍本文的背景和目的，概述本文的研究内容和结构。
化妆品化学之卤代烯烃卤代芳烃介绍课件
卤代芳烃的性质
卤代芳烃具 有芳香族化 合物的性质， 如易发生亲 电取代反应、 加成反应等。
卤代芳烃的 卤素原子具 有吸电子效 应，使芳环 上的电子云 密度降低， 从而影响芳 环的化学性 质。
卤代芳烃的 卤素原子具 有供电子效 应，使芳环 上的电子云 密度增加， 从而影响芳 环的化学性 质。
卤代芳烃的 卤素原子可 以与金属离 子形成配位 键，从而影 响芳环的化 学性质。
03
稳定性：卤代烃的稳定性较差，容易发生化学反应
04
生物降解性：卤代烃的生物降解性较差，可能对生态系统产生影响
如何选择合适的卤代烃
1
根据用途选择： 卤代烃的用途包 括溶剂、增塑剂、 阻燃剂等，需要 根据具体用途选 择合适的卤代烃。
2
根据性能选择：卤 代烃的性能包括沸 点、熔点、密度、 溶解度等，需要根 据具体需求选择合 适的卤代烃。
化妆品化学之卤代烯烃卤代芳烃介绍课件
目录
01. 卤代烯烃 02. 卤代芳烃 03. 卤代烃的优缺点
卤代烯烃的性质
卤代烯烃具有较强的亲电性，容易发生亲电加成 反应。 卤代烯烃的稳定性与卤原子的位置和数目有关， 邻位卤代烯烃最稳定，对位次之，间位最不稳定。
卤代烯烃容易发生消除反应，生成烯烃和卤化氢。
01
02
03
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卤代芳烃的合成方法
01
04
卤代芳烃还可以通过取 代反应合成，如苯酚与 氯气的取代反应。
03
卤代芳烃还可以通过加 成反应合成，如苯酚与 氯气的加成反应。
02
卤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ芳烃也可以通过氧 化反应合成，如苯酚的 氯化反应。
卤代芳烃可以通过卤代 反应合成，如氯化、溴 化等。
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一、项目名称发现致癌性卤代芳烃自由基产生新机制二、提名者及提名意见提名专家：江桂斌项目完成人朱本占研究员长期从事自由基化学生物学与环境污染物自由基毒性机理方面的研究，取得了具有独创性和系统性的研究成果，特别是突破了经典羟基自由基产生理论（Fenton反应），发现了一类不依赖于过渡金属离子的卤代醌介导产生羟基自由基，化学发光和重排反应的新型分子机制，首次检测并鉴定了一类新型的以碳为中心的醌自由基，发现卤代醌介导产生的多种活性自由基中间体能诱导产生DNA等生物大分子的氧化损伤，提出五氯酚及其它持久性卤代芳烃污染物致癌的自由基新机制。
该项目研究成果丰富和发展了经典羟基自由基产生理论，在有机污染物自由基产生机制和毒性效应研究方面有重要突破，形成了比较系统的理论与方法体系，在国际权威综合性学术期刊《美国科学院院刊》PNAS连续发表五篇相关论文，有关成果被写入经典教科书《Free Radicals in Biology and Medicine》, 多次被Science等期刊作专栏或亮点/封面介绍，入选中科院“十二五”重大科技成果及标志性进展。
朱本占研究员应邀担任美国化学会著名毒理学期刊Chem. Res. Toxicol.等多个学术期刊的编委或特约/专刊编辑，并多次在重要国际学术会议如Gordon Conference上做大会/特邀报告；曾获中科院“百人计划”、国家基金委“杰青”和“创新群体”基金支持，终期评估三项皆为“优秀”；荣获中科院“杰出科技成就奖” 和徐元植顺磁共振发展奖励基金“杰出贡献奖”。
提名该项目为国家自然科学奖二等奖。
三、项目简介自由基，特别是羟基自由基(•OH)的形成机制，在化学、生物医学及环境科学与技术等多项前沿研究领域中均十分重要。
本项目属于环境化学与毒理学、物理有机化学等多学科交叉领域。
项目完成人长期从事自由基化学与卤代芳香环境污染物分子毒性机理研究，取得以下具有独创性和系统性的研究成果：1. 突破经典•OH产生理论，发现了一类不同于经典Fenton反应的卤代醌介导的•OH产生新机制，提出五氯酚等卤代芳烃致癌的自由基新机理；首次检测/鉴定了一类新型的碳中心醌自由基，为先前提出的卤代醌诱导的氢过氧化物分解的亲核取代/均裂分解机制提供了直接实验证据；采用新型自由基捕获剂，首次分离纯化了醌碳加合物的自由基形式，建立了ESR自旋捕获与HPLC/MS联用的未知自由基检测鉴定新方法；发现卤代醌介导产生的多种活性自由基能导致DNA损伤。
•OH产生新体系和未知自由基鉴定新方法被国内外多个课题组采用，引发并引领了系列后续研究。
2. 发现异羟肟酸对致癌性卤代醌解毒机制并非是由于其经典的络合铁的能力，而是通过一类非同寻常的可在正常生理条件下即可进行的两步Lossen重排反应，而经典Lossen 重排只在加热/碱性时发生；进而发现卤代醌活化的系列新型重排反应和新型活性氮中心自由基产生/DNA加合物形成机理，具有重要理论和生物环境意义。
3. 发现四卤代醌/H2O2可产生依赖于内源性•OH的一类全新的二次化学发光(CL)体系及作用机理，并推广到五氯酚及其它卤代芳烃在高级氧化的降解过程中。
据此，开发出一项快速灵敏且简单有效的CL分析手段，不仅可用于定量检测痕量的卤代芳烃类环境污染物/药物如五氯酚及甲状腺素等，还可对高级氧化过程中卤代芳烃的降解动力学进行实时监测，该方法获国家发明专利。
以上系统性研究成果丰富和发展了经典•OH产生理论，在卤代芳烃污染物自由基产生机制和毒性效应研究方面有重要突破，推动并引领了污染物自由基化学和毒理学的发展，形成了比较系统的理论与方法体系，研究成果在国际权威综合性学术期刊《美国科学院院刊》以自由投稿方式发表五篇论文。
有关成果被写入《Free Radicals in Biology and Medicine》经典教科书, 多次被Science等期刊作专栏或亮点/封面介绍, 入选中科院“十二五”重大科技成果及标志性进展（为资环领域唯一入选项目）。
由于在自由基化学与毒理学方面的影响，应邀在美国著名的“Gordon研究会议”上作50分钟大会报告，在“第14届国际自由基研究大会”上作邀请报告，在“香山会议”、“双清论坛”等作专题报告；应邀担任美国化学会著名毒理学期刊Chem. Res. Toxicol.等多个学术期刊的编委或特约/专刊编辑；当选为中国环境诱变剂学会“活性氧生物效应专业委员会”副主任，中国生物物理学会“生物与医学自由基分会” 理事；2006年获中科院“百人计划”，2009年获国家自然科学基金委“杰出青年基金”支持，终期评估皆为“优秀”；作为“创新群体”学术带头人，2013年获国家基金委“创新群体”基金支持，2016年被评为“优秀”；荣获2013年度中科院“杰出科技成就奖”，2018年徐元植顺磁共振发展奖励基金“杰出贡献奖”。
四、客观评价1. 项目发现的一类不依赖于过渡金属离子的卤代醌介导的氢过氧化物的分解产生羟基和醌碳自由基的新型分子机制，获得国际权威的认可，被美国化学会化学毒理学期刊Chem. Res. Toxicol.多次作为Spotlight介绍，被大量著名期刊引用，引发系列后续研究，多次被邀请作大会特邀报告。
在自由基研究领域的国际权威 Barry Halliwell教授主编的有关自由基生物与医学方面的教科书“Free Radicals in Biology and Medicine”的最新版本中（4th Edition, 43-44, Oxford University Press, 2007）得到了专门介绍和讨论，并十分罕见地以私人通讯方式引用了当时由于申请基金而尚未正式发表的最新发现。
（其他证明1）2007年7月应邀在美国召开的有关自由基化学与生物学的Gordon ResearchConference“高登研究会议”上作了50分钟的邀请报告（其他证明2）。
两年一次的国际自由基研究大会是本领域最有影响的会议之一。
项目完成人参与组织了2008年10月在北京主办的第14届国际自由基研究大会，并被邀请在会议上作了30分钟的特邀报告（其他证明3）。
这次会议的成功举办对中国在自由基领域的研究产生了积极影响。
上述系列研究受到了国际同行的重视和肯定，在许多专著/综述文章中得到了大段引用和讨论：美国自由基研究学会主席, Iowa大学Garry Buettner教授在其发表的PNAS等文章中引用项目完成人的多篇文章以支持其研究结论（PNAS, 2009, 106, 9725；（其他证明4）。
该项目发现的新型•OH产生的卤代醌/H2O2系统在国内外引发了系列后续研究，进一步验证或拓展了该项目的发现，取得许多重要研究成果（其他证明5）该项目建立的BMPO-ESR自旋捕获-HPLC/MS联用的未知自由基检测和鉴定的新方法，为国内外多个研究组的研究提供了关键技术，很快就被其他实验室用来成功的检测和鉴定各自复杂体系中产生的多种自由基中间体，引发了系列后续研究，为其机理研究提供了关键证据：吉林大学于吉红院士的团队检测和鉴定了•OH促进沸石结晶化过程中产生的多种碳/硅/氧中心自由基中间体，该项研究发表在Science上（Science, 2016, 351, 1188）；（其他证明6）美国加州大学尔湾分校/德国普朗克化学所 Shiraiwa 教授的团队则在大气颗粒物中检测和鉴定了多种新型碳中心自由基中间体（Arangio, et al., Atmos. Chem. Phys.,(2016) 16, 1761–1771）。
（其他证明7）由于在自由基化学毒理学方面研究的影响，项目完成人应美国化学会著名化学毒理学期刊Chem. Res. Toxicol.（《化学毒理学研究》）主编邀请，对上述系列研究进行了系统总结并作了展望，论文以Featured Editorial Perspective和Cover的形式作特别报道（其他证明8）。
自2009年起,项目完成人应邀担任Chem. Res. Toxicol.的编委，是第一位来自中国本土的科学家被邀请担任该期刊国际编委（每届3年已连任4届）。
2. 有关异羟肟酸的新型解毒分子作用机制：一类非同寻常的二次Lossen重排反应的研究工作在PNAS发表后不久(代表性论文7)，即被Chem. Res. Toxicol.在其“Spotlight”栏目中作了专门介绍（其他证明9）在此基础上，对卤代醌与异羟肟酸类和醛肟类化合物的反应机理进行了系统深入的研究，发现在正常生理条件下即可发生的的系列新型重排反应，如：异羟肟酸氮原子上取代基的微小改变(H → CH3→ Ph)，将导致与卤代醌反应机理的截然不同(Lossen → Radical → Claisen重排) （J. Org. Chem., 2015, 80, 180）。
近来还发现醛肟类神经毒剂解毒剂可部分保护TCBQ导致的毒性，推测可能通过二次Beckmann裂解、均裂和重排三种机理的竞争。
更为重要的是，在机理研究基础上, 最近首次在体外DNA和活体动物肝脏中中均发现了以氮为手性中心的新型多环芳胺-DNA加合物，提出了其可能的氮/碳自由基（而非先前认为的氮/碳正离子）形成新机制。
3. 项目发现一类全新的依赖于内源性•OH的二次化学发光产生体系，据此开发出一种快速灵敏且简单有效的化学发光分析方法，获国家发明专利，并引发了系列后续研究。
此项研究也受到了我国著名化学发光研究专家，清华大学林金明教授的关注，在其撰写的有关化学发光的综述中，对该研究作了较详细的图文介绍（Analyst, 2013, 138, 5182）（其他证明10）。
这些发现可能具有重要的化学，环境与生物学意义，为今后深入研究这类重要的卤代芳烃污染物提供研究基础与方法学指导 (Sci Rep. 2016, 6, 33159; Environ. Sci. Technol. 2017, 51, 2934; J. Environ. Sci. 2017, 62, 68)。
受该研究的启发，赵丽霞研究员等发展了采用连续流动化学发光动态监测五氯酚光降解毒性中间产物的方法（Environ. Sci. Technol., 2018, 52, 2870）。
（其他证明11）以上系统性研究成果丰富和发展了经典•OH产生理论，在卤代芳烃污染物自由基产生机制方面有重要突破，推动并引领了自由基化学的发展，研究成果在国际权威学术期刊《美国科学院院刊》PNAS,以自由投稿方式连续发表五篇论文（第一并通讯作者）。
由于在自由基化学与毒理学方面的影响，项目完成人多次应邀在“香山会议”，“双清论坛”等作专题报告（其他证明12）；有关成果多次被Science等期刊作了专栏或亮点/封面介绍（其他证明13）, 入选中科院“十二五”重大科技成果及标志性进展（为资环领域唯一入选项目）（其他证明14）；应邀担任美国化学会主办的著名毒理学期刊Chem. Res. Toxicol.，自然出版集团Scientific Report,《科学通报》等多个学术期刊的编委或特约/专刊编辑（其他证明15）；当选为中国环境诱变剂学会“活性氧生物效应专业委员会”副主任，中国生物物理学会“生物与医学自由基分会” 理事；2006年获中科院“百人计划”，2009年获国家基金委“杰出青年基金”支持，终期评估皆为“优秀”（其他证明16）；作为“创新群体”学术带头人，2013年获国家基金委“持久性有毒污染物的环境过程与毒理效应创新研究群体”基金支持，2016年被评为“优秀”；荣获2013年度中科院“杰出科技成就奖”（其他证明17），2018年徐元植顺磁共振发展奖励基金“杰出贡献奖”（其他证明18）五、代表性论文专著目录1.Zhu B.Z., Kalyanaraman B. and Jiang G.B. (2007) Molecular Mechanism formetal-independent production of hydroxyl radicals by hydrogen peroxide andhalogenated quinones. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104: 17575-17578.2.Zhu B.Z., Zhao H.T., Kalyanaraman B. Liu J., Shan G.Q., Du Y.G. and Frei B.(2007) Mechanism of metal-independent decomposition of organic hydroperoxides and formation of alkoxyl radicals by halogenated quinones.Proc. Natl. Acad. Sci. USA104: 3698-3702.3.Zhu B.Z., Shan G.Q., Huang C.H., Kalyanaraman B., Mao L. and Du Y.G. (2009)Metal-independent decomposition of hydroperoxides by halogenated quinones: Detection and identification of a quinone ketoxy radical. Proc. Natl. Acad.Sci. USA 106: 11466-11471.4.Zhu B.Z. and Shan G.Q. (2009) Potential mechanism forpentachlorophenol-induced carcinogenicity: A novel mechanism for metal-independent production of hydroxyl radicals.Chem. Res. Toxicol. 22:969-977.5.Huang, C. H.; Shan, G. Q.; Mao, L.; Kalyanaraman, B.; Qin, H.; Ren, F. R.;Zhu, B. Z. (2013) The first purification and unequivocal characterization of the radical form of the carbon-centered quinone ketoxy radical adduct.Chem. Commun.49: 6436-6438.6.Shao J, Huang CH, Kalyanaraman B, Zhu B.Z. (2013)Potent methyl oxidationof 5-methyl-2’-deoxycytidine by halogenated quinoid carcinogens and hydrogen peroxide via a metal-independent mechanism.Free Radic. Biol. Med.60: 177-182.7.Zhu B.Z.,Zhu J.G., Kalyanaraman B., Mao L. and Shan G.Q. (2010) Detoxifyingpolyhalogenated quinones by hydroxamic acids via an unusual double Lossen rearrangement. Proc. Natl. Acad. Sci. USA107: 20286-20290.8.Zhu B.Z., Mao L., Huang C.H., Qin H., Fan R.M., Kalyanaraman B., Zhu J.G.(2012)Unprecedented hydroxyl radical-dependent two-step chemiluminescence production by polyhalogenated quinoid carcinogens and H2O2. Proc. Natl. Acad. Sci. USA109: 16046-16051.六、主要完成人情况表姓名朱本占性别男排名 1 国籍中国技术职称研究员最高学历博士最高学位博士工作单位中国科学院生态环境研究中心行政职务无完成单位中国科学院生态环境研究中心所在地北京单位性质科研事业单位参加本项目的起止时间 2007年1月至 2015年12月对本项目主要学术贡献：五篇PNAS论文（代表性论文1，2，3，7，8）中最核心的机理方面的研究是在项目完成人回国后自己组建的实验室中独立完成的，其主要研究思路和实验方案都是项目完成人提出和设计的，许多具体实验也是在项目完成人具体指导或参与下由学生完成的，论文的全部写作主要由项目完成人完成。